JPH06129920A - 微小トルク測定器 - Google Patents
微小トルク測定器Info
- Publication number
- JPH06129920A JPH06129920A JP4302858A JP30285892A JPH06129920A JP H06129920 A JPH06129920 A JP H06129920A JP 4302858 A JP4302858 A JP 4302858A JP 30285892 A JP30285892 A JP 30285892A JP H06129920 A JPH06129920 A JP H06129920A
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- JP
- Japan
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- torque
- motor
- load
- torque measuring
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】トルク測定値にばらつきのない高精度に測定で
きる微小トルク測定器を提供する。 【構成】空気軸受（８）と非接触に支持されたトルク測
定軸（７）に被測定のモータ（６）を取付け、非接触に
任意の負荷を加えられる電磁ブレーキ（９）を用い、モ
ータの固定子側に働くトルクを、電子天秤等の荷重検出
器（５）により検出し、モータの回転数は非接触に固定
された回転センサ（１０）により測定する構成にしてい
る。
きる微小トルク測定器を提供する。 【構成】空気軸受（８）と非接触に支持されたトルク測
定軸（７）に被測定のモータ（６）を取付け、非接触に
任意の負荷を加えられる電磁ブレーキ（９）を用い、モ
ータの固定子側に働くトルクを、電子天秤等の荷重検出
器（５）により検出し、モータの回転数は非接触に固定
された回転センサ（１０）により測定する構成にしてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小型モータの微小トル
クの測定装置に関する。
クの測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、微小トルクの測定器には図２に示
すようなものがある。この回転トルク測定器は、モータ
回転軸１とプーリ２を固定し、このプーリ２に細線３を
巻き付け、プーリ２と細線３間での滑りを利用すること
でモータに負荷回転トルクを発生する。巻き付けた細線
３の重力方向には、予備的に負荷する荷重として重り４
を取り付け、上方向には、例えば、ばね秤りのような荷
重検出器５を取り付ける。図２に示すように荷重検出器
５は、ある角度θをもって取り付けられており、この角
度θを変えることでモータへの負荷トルクを変化させる
ようにしている。回転トルクのかからない状態では、荷
重検出器５は、重り４の重量を示している。次に細線３
を適当な角度θで取り付けたとき重り４は、持ち上げら
れる力を得る。その微小な荷重変化を荷重検出器５によ
り検出する。さらに、細線３の取り付け角度θを大きく
することで負荷トルクとモータ回転数を変化させ、それ
ぞれの回転数における荷重を検出することにより、モー
タ回転時のトルクを測定している。
すようなものがある。この回転トルク測定器は、モータ
回転軸１とプーリ２を固定し、このプーリ２に細線３を
巻き付け、プーリ２と細線３間での滑りを利用すること
でモータに負荷回転トルクを発生する。巻き付けた細線
３の重力方向には、予備的に負荷する荷重として重り４
を取り付け、上方向には、例えば、ばね秤りのような荷
重検出器５を取り付ける。図２に示すように荷重検出器
５は、ある角度θをもって取り付けられており、この角
度θを変えることでモータへの負荷トルクを変化させる
ようにしている。回転トルクのかからない状態では、荷
重検出器５は、重り４の重量を示している。次に細線３
を適当な角度θで取り付けたとき重り４は、持ち上げら
れる力を得る。その微小な荷重変化を荷重検出器５によ
り検出する。さらに、細線３の取り付け角度θを大きく
することで負荷トルクとモータ回転数を変化させ、それ
ぞれの回転数における荷重を検出することにより、モー
タ回転時のトルクを測定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、糸と
プーリ間にはたらく摩擦力を変化させ、一定の負荷状態
に保つことが比較的簡便にできるため、比較的大きな回
転型モータに用いられていた。ところが、このモータト
ルクの測定方法では、モータ自体を小型化していくと、
モータトルクも微小化するため、摩擦力のわずかな変化
でもモータは回転できず、トルク検出ができないという
問題や微小な摩擦力を一定に負荷することは難しく、回
転トルクの測定結果にばらつきが生じるという問題があ
った。そこで本発明の目的は、トルク測定値にばらつき
のない高精度に測定できる微小トルク測定器を提供する
ことにある。
プーリ間にはたらく摩擦力を変化させ、一定の負荷状態
に保つことが比較的簡便にできるため、比較的大きな回
転型モータに用いられていた。ところが、このモータト
ルクの測定方法では、モータ自体を小型化していくと、
モータトルクも微小化するため、摩擦力のわずかな変化
でもモータは回転できず、トルク検出ができないという
問題や微小な摩擦力を一定に負荷することは難しく、回
転トルクの測定結果にばらつきが生じるという問題があ
った。そこで本発明の目的は、トルク測定値にばらつき
のない高精度に測定できる微小トルク測定器を提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、空気軸受と非接触に支持されたトルク測
定軸に被測定モータを取付け、非接触に任意の負荷を加
えられる電磁ブレーキを用い、その時のモータトルクは
モータの固定子側に働くトルクを、電子天秤等の荷重検
出器により検出する構成にしている。
め、本発明は、空気軸受と非接触に支持されたトルク測
定軸に被測定モータを取付け、非接触に任意の負荷を加
えられる電磁ブレーキを用い、その時のモータトルクは
モータの固定子側に働くトルクを、電子天秤等の荷重検
出器により検出する構成にしている。
【０００５】
【作用】上記手段により、空気軸受を用いたトルク測定
軸にモータの固定子側を取付けているので、摩擦による
トルク損失がなくなり、電磁ブレーキにより、非接触に
微小な負荷を一定して与えられるので、微小な回転トル
ク域において負荷トルクのばらつきをなくすことができ
る。
軸にモータの固定子側を取付けているので、摩擦による
トルク損失がなくなり、電磁ブレーキにより、非接触に
微小な負荷を一定して与えられるので、微小な回転トル
ク域において負荷トルクのばらつきをなくすことができ
る。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を図１に示して
説明する。図において、６は被測定物であるモータで、
固定子６１と回転子６２およびモータ回転軸６３からな
る。７はトルク測定軸、８は空気軸受で、トルク測定軸
７は非接触に摩擦のない状態で支持されている。９は電
磁ブレーキで、９１はモータ回転軸６３の軸端に固定し
た負荷を発生するディスク、９２はディスク９１に渦電
流を発生させモータの回転数を制御する励磁コイルであ
る。１０はディスク９１の回転数を非接触に計測する回
転センサ、４は重りで、トルク測定軸７から延長したロ
ッド７１に細線３で吊り下げられている。５は荷重検出
器で、電子天秤を用いており、トルクの測定前に重り４
とのバランスをとっている。いま、モータ６の固定子６
１の励磁コイル（図示せず）に電圧を加えて回転子６２
を無負荷で回転させる。固定子６１のコイルは自由に動
くように保持されており、トルクが発生すると、固定子
６１にはトルクに応じた反力が作用する。このときモー
タの固定子６１を取り付けているトルク測定軸７は、空
気軸受７の非接触支持機構により摩擦力がない状態で支
持されているのでモータ６の回転トルクの反力により回
転力を得る。固定子６１が回転すると、これと結合され
ているトルク測定軸７が回転しロッド７１が回転して重
り４が重力の方向と反対方向に吊り上げられる。重り４
が吊り上げられると、バランスしていた荷重検出器５の
荷重が変化する。その荷重の変化分にロッド７１の半径
を乗じればトルクが求まる。この時の回転数を回転セン
サ１０で読めば、この回転数におけるトルクが測定でき
る。つぎに、電磁ブレーキ９の励磁コイル９２に設定し
た回転数になるよう一定の電流を流せばディスク９１に
渦電流の発生に基づいた拘束力が作用し、回転子６２の
回転数が下がり、設定した回転数になる。この時、固定
子６１にはトルクが増し、それに応じた反力が作用する
ので、荷重検出器５の荷重もそれに応じて変化する。こ
の荷重の値により上記と同様にしてトルクが求まる。こ
の時の回転数も上記と同様にして回転センサ１０で読め
ば、その回転数でのトルクが分かる。以下、同様にして
電磁ブレーキ９の励磁コイル９２の電流を順次増してい
き各回転数でのトルクを測定すれば、回転数−トルク曲
線を得ることができる。なお、回転数の設定は外部に取
り付けられた回転センサ１１により回転数を検出し、任
意の回転数に設定できるように電磁ブレーキ１０へ通電
する電流値をフィードバックすることで図示しない制御
回路を用いて一定回転数の制御を行うようにしている。
このようにして得られた回転数−トルク曲線は、従来の
方法に比べて、ばらつきが大幅に減少し、再現性がよ
く、高精度であることが分かった。さらに１５００ｒｐ
ｍ以上の高速領域においても、微小なトルクを検出する
ことが分かった。
説明する。図において、６は被測定物であるモータで、
固定子６１と回転子６２およびモータ回転軸６３からな
る。７はトルク測定軸、８は空気軸受で、トルク測定軸
７は非接触に摩擦のない状態で支持されている。９は電
磁ブレーキで、９１はモータ回転軸６３の軸端に固定し
た負荷を発生するディスク、９２はディスク９１に渦電
流を発生させモータの回転数を制御する励磁コイルであ
る。１０はディスク９１の回転数を非接触に計測する回
転センサ、４は重りで、トルク測定軸７から延長したロ
ッド７１に細線３で吊り下げられている。５は荷重検出
器で、電子天秤を用いており、トルクの測定前に重り４
とのバランスをとっている。いま、モータ６の固定子６
１の励磁コイル（図示せず）に電圧を加えて回転子６２
を無負荷で回転させる。固定子６１のコイルは自由に動
くように保持されており、トルクが発生すると、固定子
６１にはトルクに応じた反力が作用する。このときモー
タの固定子６１を取り付けているトルク測定軸７は、空
気軸受７の非接触支持機構により摩擦力がない状態で支
持されているのでモータ６の回転トルクの反力により回
転力を得る。固定子６１が回転すると、これと結合され
ているトルク測定軸７が回転しロッド７１が回転して重
り４が重力の方向と反対方向に吊り上げられる。重り４
が吊り上げられると、バランスしていた荷重検出器５の
荷重が変化する。その荷重の変化分にロッド７１の半径
を乗じればトルクが求まる。この時の回転数を回転セン
サ１０で読めば、この回転数におけるトルクが測定でき
る。つぎに、電磁ブレーキ９の励磁コイル９２に設定し
た回転数になるよう一定の電流を流せばディスク９１に
渦電流の発生に基づいた拘束力が作用し、回転子６２の
回転数が下がり、設定した回転数になる。この時、固定
子６１にはトルクが増し、それに応じた反力が作用する
ので、荷重検出器５の荷重もそれに応じて変化する。こ
の荷重の値により上記と同様にしてトルクが求まる。こ
の時の回転数も上記と同様にして回転センサ１０で読め
ば、その回転数でのトルクが分かる。以下、同様にして
電磁ブレーキ９の励磁コイル９２の電流を順次増してい
き各回転数でのトルクを測定すれば、回転数−トルク曲
線を得ることができる。なお、回転数の設定は外部に取
り付けられた回転センサ１１により回転数を検出し、任
意の回転数に設定できるように電磁ブレーキ１０へ通電
する電流値をフィードバックすることで図示しない制御
回路を用いて一定回転数の制御を行うようにしている。
このようにして得られた回転数−トルク曲線は、従来の
方法に比べて、ばらつきが大幅に減少し、再現性がよ
く、高精度であることが分かった。さらに１５００ｒｐ
ｍ以上の高速領域においても、微小なトルクを検出する
ことが分かった。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように，本発明によれば、電
磁ブレーキを用いて非接触な方法で制動し、空気軸受を
用いて摩擦による損失をなくしたので、微小な負荷トル
クをばらつきをなく正確に測定でき、したがって、微小
トルクを高精度に検出できるトルク検出器を提供できる
効果がある。
磁ブレーキを用いて非接触な方法で制動し、空気軸受を
用いて摩擦による損失をなくしたので、微小な負荷トル
クをばらつきをなく正確に測定でき、したがって、微小
トルクを高精度に検出できるトルク検出器を提供できる
効果がある。
【図１】本発明の微小トルク測定器の断面図である。
【図２】従来のトルク測定器の断面図である。
１ モータ回転軸 ７ トルク
測定軸 ２ プーリ ８ 空気軸
受 ３ 細線 ９ 電磁ブ
レーキ ４ 重り ９１ ディス
ク ５ 荷重検出器 ９２ 励磁コ
イル ６ モータ １０ 回転セ
ンサ ６１ モータの固定子 ６２ モータの回転子 ６３ モータ回転軸
測定軸 ２ プーリ ８ 空気軸
受 ３ 細線 ９ 電磁ブ
レーキ ４ 重り ９１ ディス
ク ５ 荷重検出器 ９２ 励磁コ
イル ６ モータ １０ 回転セ
ンサ ６１ モータの固定子 ６２ モータの回転子 ６３ モータ回転軸
Claims (3)
- 【請求項１】 被測定モータの固定子を取付けるトルク
測定軸と、前記トルク測定軸を非接触に支持する空気軸
受と、前記トルク測定軸の軸端に設けたトルクに基づく
荷重を検出する荷重検出器と、前記被測定モータの軸端
に固定されたディスクとこのディスクの両面に非接触に
設けた励磁コイルからなる電磁ブレーキと、モータの回
転数を非接触に検出する回転センサとを備えたことを特
徴とする微小トルク測定器。 - 【請求項２】 前記回転センサの信号に基づき前記被測
定モータの回転数が一定になるように前記電磁ブレーキ
の電流をフィードバックさせる制御装置を備えたことを
特徴とする請求項１記載の微小トルク測定器。 - 【請求項３】 前記荷重検出器が前記トルク測定軸の軸
端外周に細線を介して吊るした重りを、電子天秤により
バランスさせて、荷重を検出する構成にしたことを特徴
とする請求項１および２記載の微小トルク測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30285892A JP3201544B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 微小トルク測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30285892A JP3201544B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 微小トルク測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129920A true JPH06129920A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3201544B2 JP3201544B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=17913946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30285892A Expired - Fee Related JP3201544B2 (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | 微小トルク測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201544B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106918416A (zh) * | 2015-12-24 | 2017-07-04 | 沈阳高精数控智能技术股份有限公司 | 电机齿槽转矩测量装置 |
| CN107290085A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-10-24 | 中国船舶重工集团公司第七〇四研究所 | 基于弹性吊承的微小扭矩校准测量装置 |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP30285892A patent/JP3201544B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106918416A (zh) * | 2015-12-24 | 2017-07-04 | 沈阳高精数控智能技术股份有限公司 | 电机齿槽转矩测量装置 |
| CN106918416B (zh) * | 2015-12-24 | 2024-01-30 | 沈阳高精数控智能技术股份有限公司 | 电机齿槽转矩测量装置 |
| CN107290085A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-10-24 | 中国船舶重工集团公司第七〇四研究所 | 基于弹性吊承的微小扭矩校准测量装置 |
| CN107290085B (zh) * | 2017-08-16 | 2023-06-02 | 中国船舶重工集团公司第七〇四研究所 | 基于弹性吊承的微小扭矩校准测量装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3201544B2 (ja) | 2001-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |