JP2566197Y2 - ダイナモメータ装置 - Google Patents

ダイナモメータ装置

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JP2566197Y2
JP2566197Y2 JP1992054956U JP5495692U JP2566197Y2 JP 2566197 Y2 JP2566197 Y2 JP 2566197Y2 JP 1992054956 U JP1992054956 U JP 1992054956U JP 5495692 U JP5495692 U JP 5495692U JP 2566197 Y2 JP2566197 Y2 JP 2566197Y2
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/16Rotary-absorption dynamometers, e.g. of brake type
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/02Details or accessories of testing apparatus

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案はダイナモメータ装置に関
し、特に同装置におけるトルク検出装置の改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般にダイナモメータ装置を用いて原動
機の出力を測定する場合には、その原動機にダイナモメ
ータ装置を直結し、原動機によってダイナモメータ装置
のロータを回転させる。するとダイナモメータは直流発
電機として機能し、電圧を発生するのでこれを測定する
ものである。またダイナモメータ装置の電機子に電流を
流すと電機子電流と界磁磁束との間の電磁力によって固
定子は電機子の回転方向に回ろうとするから、これを阻
止する方向に力を与える秤を連結しておき、この秤によ
りトルクを測定するものである。
【0003】図は、この種のダイナモメータ1を示す
ものであり、動力発生部3は固定子と電機子を備える。
動力発生部3は基台2に設けられた揺動軸受によって揺
動自在に支承される。
【0004】動力発生部3には揺動アーム4,5を連結
する。一方の揺動アーム4にはトルク検出装置6を装着
する。すなわち、揺動アーム4の先端部にはアーム受部
を設け、このアーム受部に連結された作動杆の先端には
計量部、例えば機械的応力を電気信号に変換するロード
セルを設けて成る。他方の揺動アーム5には、ロードセ
ルの検定等のとき、検量重錘7を取り付ける。
【0005】このようなトルク検出装置6においては、
電機子中心から計量部までの距離を1(m)、計量部に
表示される力をw(kg)、ダイナモメータ回転数をn
(rpm)とすれば回転軸3aを回転駆動させる原動機
の出力は次のようになる。
【0006】(P)=9.8wl×2πn÷60×10
−3=1.026wln×10−3(kw)すなわち、
トルクPを測定するにあたって、ダイナモメータが回動
するとロードセルには圧縮力または引張力が作用し、こ
れらの力は電気信号に変換される。この変換された電気
信号によりトルクPを計算するものである。
【0007】従来、上述の如く用いるトルク検出装置6
には図5乃至図7に例示する如きものがある。図5に示
したものはロッドエンド方式のもので、揺動アーム4に
玉継手8を介して支杆9の自由端部を接続し、支杆9の
根端部をロードセル10に固着して成る。
【0008】ロッドエンド方式のトルク検出装置6で
は、揺動アーム4の回動変位に対応し、玉継手8部分で
その回動変位における回転成分を吸収し、直線変位成分
をロードセル10に伝達し、力を検出するものである。
【0009】図6及び図7に例示するものはナイフエッ
ジ方式のもので、揺動アーム4に設けたナイフエッジ1
1を、図示するように支杆9の自由端部に設けた支持部
9aの上下のホルダ12,13で上下から挾むような状
態に支受する。支杆9の根端部はロードセル10に固着
して構成する。
【0010】ナイフエッジ方式のトルク検出装置6で
は、揺動アーム4の回動変位に対応してその回転成分を
ナイフエッジ11で吸収し、直線変位成分をロードセル
10に伝達し力を検出するものである。
【0011】
【考案が解決しようとする課題】上述の如き従来のトル
ク検出装置としてロッドエンド方式のものを用いた場
合、トルク検出精度が悪い。
【0012】すなわち、玉継手8のボール部とホルダ部
との摺動部には微小ではあるが隙間があるので、動力発
生部3から揺動アーム4に加わる負荷が変動する際、ボ
ール部がホルダ部に衝突してパルス状の出力が発生す
る。また、このような状態でトルク検出装置を使用して
いる間に、玉継手8の摺動部における衝突が繰り返され
るので、摩耗が進行するという問題があった。
【0013】ナイフエッジ方式のトルク検出装置を用い
た場合には、ナイフエッジ11を上下のホルダ12,1
3でクランプして支持するものであるため、このナイフ
エッジ11とホルダ12,13との間に隙間をもってセ
ットした場合、揺動アーム4に加わる負荷が変動する
際、ナイフエッジ11が上下のホルダ12,13に衝突
してパルス状の出力が発生してしまう。さらにナイフエ
ッジ11の摩耗も進行するという問題があった。
【0014】また、ナイフエッジ11とホルダ12,1
3との間を隙間なくセットした場合、円弧軌跡を描くナ
イフエッジ11側と、上下の直線動作の変化を検出する
ロードセルにおけるホルダ12,13とが固定されるこ
とになる。よってナイフエッジ11の円弧動作が拘束さ
れて実際に発生したトルクがロードセルに分散されて伝
わり誤差を生ずることになるので、トルク検出精度が著
しく低下するという問題があった。
【0015】本考案は上述の点に鑑み、動力発生部の揺
動アームとトルク検出装置との接続部で摩擦による精度
低下が生じないようにするとともに、この接続部にある
隙間により検出トルクにパルス状の外乱が発生しないよ
うにしたトルク検出装置を装着したダイナモメータ装置
を新たに提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本考案のダイナモメータ
装置は、トルク検出装置にその全長を調整するターンバ
ックルを設け、トルク検出装置と、揺動アームおよび基
台との各連結部を、それぞれ、連結する一方の部材に端
部にねじ部を有するテーパ軸を設け、他方の部材に内輪
の内面がテーパ穴となった球面ころがし軸受を設け、前
記テーパ軸と球面ころがし軸受の内輪を嵌合して球面こ
ろがし軸受で連結し、前記テーパ軸のねじ部に内輪締付
調整用のナットを螺合したことを特徴とする。
【0017】
【0018】
【作用】トルク検出装置の、揺動アーム及び台座とを連
結する各連結部は、それぞれ球面ころがし軸受で連結さ
れ、トルク検出装置の長さはターンバックルにより調整
されるので、トルク検出装置の取付部分に大きな組立誤
差があっても揺動アーム及び台座間に連結されたトルク
検出装置には球面ころがし軸受の自動調心作用によって
曲げ力などが加わることはない。
【0019】また、内輪締付調整用のナットにより球面
ころがし軸受の内輪の締付を調整することにより球面こ
ろがし軸受の内輪と転動体及び外輪との隙間をなくすこ
とができる。 したがって、組立誤差があってもトルク検
出装置のロードセルには常に垂直方向に荷重が作用し、
横荷重や曲げ力等の外乱のない正確なトルク測定が可能
となる。
【0020】
【実施例】以下、本考案のダイナモメータ装置の一実施
例を図1ないし図3によって説明する。なお、この図1
ないし図3において、前述した図4ないし図7に示す従
来例に対応する部分には同一符号を付すこととし、その
詳細な説明を省略する。図1のトルク検出装置部分を示
す要部縦断面図で、2は基台、4は揺動アーム、9は支
杆、10はロードセルである。揺動アーム4の所定部所
には横に貫通する固定軸部材14を設置する。固定軸部
材14の突出した軸部14aは、図示するように、先窄
まりのテーパ軸として形成する。この軸部14aには、
内輪内周面を同じくテーパ面に形成した球面ころがり軸
受16を嵌め付ける。そして軸部14aの自由端部に設
けたねじ部にナット18を螺合する。そしてナット18
の締め付け量を調整し、軸部14aのテーパに沿って
ころがり軸受16の内輪17を押し拡げるようにし、
転動体19に対する内輪17と外輪20との隙間を任意
に設定可能とする。なお、軸部14aにテーパを設け
ず、円柱状に構成する場合には次のように構成しても良
い。すなわち、固定軸部材14の突出した軸部14aに
は、アダプタスリーブ付の外輪軌道面を球面にした自動
調心ころがり軸受を介して、支杆9の自由端部を接続す
る。このため、軸部14aには図2にも示すようにアダ
プタスリーブ15を嵌め付ける。アダプタスリーブ15
の外径テーパ面には、自動調心ころがり軸受16のテー
パ穴を設けた内輪17を嵌め込む。そしてアダプタスリ
ーブ15の小端径側のねじ部にナット18を螺合する。
【0021】このナット18の締め付け量を調整するこ
とにより、アダプタスリーブ15のテーパに沿って内輪
17を押し広げるようにし、転動体19に対する内輪1
7と外輪20との間の隙間を任意に設定可能なものであ
る。自動調心ころがり軸受16の外輪20は、支杆9の
自由端部に設けた支持部9aの丸穴に嵌合固着する。
【0022】支杆9の中間部には支杆の全長を調整する
ためのねじ機構で構成したターンバックル9bを設け
る。
【0023】支杆9の根端部はロードセル10の一方の
端部に固着する。ロードセル10の他方の端部はころが
り軸受16を介して基台2に設置した台座部21に装着
する。
【0024】このため台座部21には固定軸部材14を
貫通して取り付け、その突出した軸部14aを先窄まり
のテーパ軸として形成する。この軸部14aには、内輪
内周面を同じくテーパ面に形成したころがり軸受16を
嵌め付ける。そして軸部14aの自由端部に設けたねじ
部にナット18を螺合する。そしてナット18の締め付
け量を調整し、軸部14aのテーパに沿ってころがり軸
受16の内輪17を押し拡げるようにし、転動体19に
対する内輪17と外輪20との隙間を任意に設定可能と
する。また、軸部14aにテーパを設けず、円柱状に構
成する場合には次のように構成しても良い。すなわち、
固定軸部材14の突出した軸部14aにはアダプタスリ
ーブ15を嵌め付ける。アダプタスリーブ15の外径テ
ーパ面には、自動調心ころがり軸受16のテーパ穴を設
けた内輪17を嵌め込み、ナット18を嵌合して取り付
ける。
【0025】自動調心ころがり軸受16の外輪20は、
ロードセル10の他方の端部に設けた保持部材22の丸
穴に嵌合固定して構成するものである。
【0026】そして、この構成では、アダプタスリーブ
15に嵌合したナット18の締め付け量を調整し内輪1
7をテーパ面に沿って押し広げるようにして内輪17と
外輪20との間の転動体19に対する隙間をなくすよう
に調整することにより、この隙間により生ずるパルス状
の外乱の発生を防止するようにセットする。
【0027】次に上述の如く構成した本例装置の作用を
説明する。まず本例装置では、高精度で測定するため、
トルク検出装置6のころがり軸受16部分が次の3つの
条件を満たすように調整する。第1の条件は摩擦による
測定誤差をなくすため摩擦が少ないこと。第2の条件は
パルス状の外乱が生じないように隙間がないこと。第3
の条件は応答速度を高くするため剛性が高いことであ
る。
【0028】以上の条件を満足させるため、ころがり軸
受16部分のナット18の締め付け量を調整し、内輪1
7をテーパに沿って押し拡げることにより、内輪17及
び外輪20と転動体19との間の隙間を適度に調整す
る。このとき、軸受の隙間がなくなり、内輪17と外輪
20とが転動体19を強く押し付けるようなこととなる
と、剛性を良好にでき、パルス状の外乱発生は防止でき
るが、軸受部の摩擦が増大してしまい好ましくない。そ
こで、ナット18の締め付けを調節することにより、摩
擦による影響が許容できる程度に内輪17と外輪20と
の間隔を調整し、前述の3つの条件を最適なものとし、
最良の検出精度を得るものである。
【0029】上述の如く調整することにより、動力発生
部に働くトルクで揺動アーム4が回動変位すると、その
回動成分が2つのころがり軸受16で摩擦なく吸収され
て、支杆9の軸線方向に沿った直線方向成分の力のみが
ロードセル10に加わり高精度(精度1/10000F
s以上)でトルク検出をする。さらに、このとき揺動ア
ーム4に加わる負荷の方向が変動しても、ころがり軸受
16部分に隙間がないので、パルス状の外乱の発生を無
くすことができるものである。
【0030】また、トルク検出装置6を装着すべき、揺
動アーム4と台座部21との間に図3に示す如き大きな
組立誤差があってもころがり軸受16とターンバックル
9bの調整により、組立誤差を吸収できるものである。
すなわち、揺動アーム4と台座部21との位置のずれX
により軸受16部分の軸心のずれは、内輪と外輪を球面
にしたころがり軸受16の軸心調整作用で吸収する。ま
た揺動アーム4と台座部21との間隔の誤差はターンバ
ックル9bにより支杆9の全長を調整することにより吸
収できるので、トルク検出精度に悪影響を及ぼさないよ
うにできるものである。また図3は説明のため極端に大
きな誤差状態を例示しているが、実際の誤差は小さなも
のである。なお、本考案は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において
その他種々の構成を取り得ることは勿論であり、球面こ
ろがり軸受に代えて球面ボール軸受を用いても同様の効
果が得られる。
【0031】
【考案の効果】ダイナモメータ装置は、上述のように構
成されているので、ナットの締め具合を調整することに
より、軸受の内輪をテーパ面に沿って押し広げ、軸受の
外輪と内輪の間隔と、転動体との隙間をなくすように調
整し、接続部がたつきを無くし、パルス状の外乱の発
生を防止し、高精度でトルク検出できる。また、軸受に
おける外輪と内輪の間隔に対し、転動体が隙間なくセッ
トされるので構造上の剛性非常に高く設定できるか
ら、揺動アームの変位に対するトルク検出装置の応答速
度を極めて高いものとなる。また、軸受部分の締付を適
度に調整できるので摩擦が問題になる等の不具合は生じ
ない。
【0032】また、トルク検出装置における揺動アーム
と、台座部とに接続する部分に球面ころがり軸受を用い
たので、組立誤差がある場合にはロードセルごとトルク
検出装置が傾斜した状態で支持され、ロードセルには常
に垂直方向に荷重が作用するため横荷重や曲げ力等の外
乱のない測定ができる。また、トルク検出装置の全長を
ターンバックルで調整するので、組立誤差がトルク検出
精度に悪影響を及ぼすことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案のダイナモメータ装置の一実施例を示す
トルク検出装置装着部分を示す縦断面図。
【図2】上記実施例の自動調心テーパ穴軸受部分を取り
出して示す縦断面図。
【図3】上記実施例におけるトルク検出装置部分の組立
誤差を説明するための縦断面図。
【図4】従来のダイナモメータ装置を例示する全体正面
図。
【図5】上記従来例のトルク検出装置装着部分の一例を
示す一部断面側面図。
【図6】上記従来例のトルク検出装置装着部分の他の一
例を示す一部断面側面図。
【図7】上記図5に示す従来例の要部正面図。
【符号の説明】
1…ダイナモメータ 3…動力発生部 4…揺動アーム 6…トルク検出装置 9…支杆 9a…支持部 10…ロードセル 14…固定軸部材 14a…軸部 15…アダプタスリーブ 16…ころがり軸受 21…台座部。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動力発生部の揺動アームと、基台との間
    にロードセルを用いたトルク検出装置を装着するダイナ
    モメータ装置において、トルク検出装置にその全長を調
    整するターンバックルを設け、 トルク検出装置と、揺動アームおよび基台との各連結部
    を、それぞれ、連結する一方の部材に端部にねじ部を有
    するテーパ軸を設け、他方の部材に内輪の内面がテーパ
    穴となった球面ころがし軸受を設け、前記テーパ軸と球
    面ころがし軸受の内輪を嵌合して球面ころがし軸受で連
    結し、前記テーパ軸のねじ部に内輪締付調整用のナット
    を螺合した ことを特徴とするダイナモメータ装置。
JP1992054956U 1992-08-05 1992-08-05 ダイナモメータ装置 Expired - Lifetime JP2566197Y2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1992054956U JP2566197Y2 (ja) 1992-08-05 1992-08-05 ダイナモメータ装置
KR1019930015104A KR970005590B1 (ko) 1992-08-05 1993-08-04 동력계용 토오크 검출기

Applications Claiming Priority (1)

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JP1992054956U JP2566197Y2 (ja) 1992-08-05 1992-08-05 ダイナモメータ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0616840U JPH0616840U (ja) 1994-03-04
JP2566197Y2 true JP2566197Y2 (ja) 1998-03-25

Family

ID=12985125

Family Applications (1)

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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Also Published As

Publication number Publication date
JPH0616840U (ja) 1994-03-04
KR970005590B1 (ko) 1997-04-18
KR940005949A (ko) 1994-03-22

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