JPH0729471Y2 - 光学式軸馬力計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は光学式軸馬力計に関する。

〔従来の技術〕 従来の光学式軸馬力計における捩計は、例えば第５図側
面図，第６図斜視図に示すように、測定対象の回転軸１
の外周に軸線方向に適宜距離ｌ距てて、２つのリング2,
3が嵌設され、一方のリング２上にカメラ４、他のリン
グ３に反射ミラー５がそれぞれ設置され、カメラ４はス
リツト光源6,拡大レンズ7,プリズム８などで構成される
とともに、フイルム９が装備されており、フイルム９は
図示省略の摺動機構によつて摺動されるよう構成されて
いる。

このような構成の捩計によつて回転軸１の軸馬力計測は
次の要領で実施される。

すなわち、一般に回転軸１は弾性体であるため、回転軸
１に負荷が掛かつて回転すると、第７図説明図に示すよ
うに捩れが発生し、回転軸１の軸線方向長さｌの２点間
の捩れ角がθで軸心よりｒだけ離れた点上の捩れはδで
表わされ、この捩れδを検知することによつて、トルク
Ｑを（１）式により求めることができる。

ただしＤは回転軸１の直径、Ｇは弾性係数 である。

しかして、この捩れδを検知するにあたつては、スリツ
ト光源６より発せられた光線6aは反射ミラー５によつて
反射され、カメラ４内に装備されたフイルム９面上に照
写されて撮影される。この撮影を回転軸１が回転してい
ないときすなわち無負荷のときに行うことによつて、ゼ
ロ点が得られ、次に回転軸１に負荷が掛かつて回転して
いるときはカメラ４と反射ミラー５は捩れδだけ相対位
置がずれ、従つてこのときのスリツト光源６よりの光線
6a′は第５図中点線で示すとおりとなつて、フイルム９
面上では２δ分だけずれた位置に照写されて撮影される
ので、フイルム現像後、負荷時計測点とゼロ点との間隔
を解析することによつて捩れδを求めることができる。

しかしながら、このような装置には次のような欠点があ
る。

（１）テスト終了後、フイルムを現像処理して解析しな
いと答が得られないので、計測中に軸馬力が求められ
ず、計測作業能率が悪い。

（２）フイルム長に制限があるため、計測時間又は計測
点数に制限がある。

（３）解析所要時間が多いため、計測経費が高価であ
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

本考案は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
計測と同時に軸馬力値が得られるとともに、時間に制約
されることなく必要に応じて計測でき、計測作業能率上
及び計測経費上有利な光学式軸馬力計を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本考案は、回転軸の外周に軸線方向に適宜間
隔を存して嵌設された一対のリングの一方に取付けられ
２本のスリツト光発光手段，反射光拡大手段，半導体光
電素子の受光手段を有する捩計本体と、上記リングの他
方に上記捩計本体と対向して取付けられた反射ミラー
と、上記回転軸上に設置され上記受光手段の出力を電波
信号として発する発信器と、上記回転軸外に設置され上
記電波信号を受ける受信器及びその受信信号に基づき上
記回転軸の捩れ及び軸馬力を解析演算表示する演算処理
装置とを具えたことを特徴とする。

〔作用〕

上述の構成により、回転軸上の捩計本体のスリツト光発
光手段から発せられる２本のスリツト光は反射ミラーに
当たつて反射され、反射光拡大手段を経由して半導体光
電素子の受光手段に照写されると、その光点に対応した
電圧が検出され、この検出電圧が電波発信器から発信さ
れて回転軸外の電波受信器で受けられ、同受信器に接続
されている演算処理装置において、受信信号に基づいて
回転軸の捩れ及び軸馬力が解析演算されたうえ表示さ
れ、従つて計測と同時に軸馬力値が得られる。

〔実施例〕

本考案光学式軸馬力計の一実施例を図面について説明す
ると、第１図は全体構成を示す側面図、第２図は同上の
捩計本体の縦断面図、第３図は同上のデータ処理装置の
ブロツク図、第４図は捩計本体の作用説明図である。

まず第１図において、測定対象の回転軸１の外周に適宜
間隔を存して２つのリング2,3が嵌設され、リング３上
に軸心対称の一対の反射ミラー10が固定されるととも
に、同反射ミラー10に対向してリング２上に軸心対称の
一対の捩計本体11が固定されている。また回転軸１の外
周には捩計本体11の後方に電波発信器28が装架されてお
り、回転軸１から離れて電波受信器29及びその受信信号
が送られるデータ処理装置30が配設されている。

次に第２図において、捩計本体11の構成を説明する。反
射ミラー10の光軸線CLに対し僅か後下がりに傾斜したパ
イプ12の前面にパイプ13が設けられ、その内部に後方か
らLEDランプ14,集光レンズ15,スリツト16が順次配設さ
れており、なおスリツト16は２本のスリツト光が発光さ
れるよう構成されている。

また反射ミラー光軸線CLに対し上記パイプ12と対称的に
傾斜しているパイプ17の前面にパイプ18が設けられ、そ
の内部に拡大レンズ19が設けられている。従つて上記集
光レンズ15の光軸線と拡大レンズ19の光軸線とは反射ミ
ラー光軸線CLに対し対称にセツトされている。パイプ17
の後方にはパイプ20が連結され、その後方にCCDセンサ
ー21が設けられている。CCDセンサー21は半導体光電素
子を多数直線上に並べて構成され、リード線を介してア
ンプ22に連結されている。

なおLEDランプ14はリード線を介してアンプ22に連結さ
れ、アンプ22は電源24に連結されるとともに一方リード
線を介してV/Fコンバーター23に連結されている。更に
捩計の取付調整時には、捩計本体11にはミラー27とスク
リーン26で構成されるフアインダー25が取付けられ、こ
のフアインダー25は取付調整が終了すると撤去される。

更にデータ処理装置30の構成を第３図について説明する
と、電波信号が送られるF/Vコンバーター31よりアンプ3
2,アナログデータレコーダー33及びオシログラフ34と接
続されるとともに、一方A/Dコンバーター35,マイクロコ
ンピューター36,デイスプレイ37及びプインター38に接
続されている。なお回転計39も上記アンプ32及びA/Dコ
ンバーター35に接続されている。このような装置におい
て回転軸１の軸馬力は以下の方法で得られる。

LEDランプ14より発光された光は、集光レンズ15を経由
してスリツト16によつて２本のスリツト光に変換され
て、反射ミラー10に当たつて反射され、拡大レンズ19を
経由してCCDセンサー21に照写されると、その光点に対
応した電圧がアンプ22によつて検出される。

CCDセンサー21の光点位置と出力電圧の関係を第４図に
示すと、２本のスリツト光A,Bにつきそれぞれターニン
グ時がゼロ時、軸作動時が計測点を表わしており、その
ゼロ点及び計測点は図示のとおりとなる。

この図に基づいて、捩れδは（２）式で求められる。

ただしΔｌは２本のスリツト間長、 ΔＶは２本のスリツトの出力電圧差、 Ｖは計測点のスリツト（２本のうちいずれか一
方）の出力電圧、 V₀はゼロ点のスリツト（２本のうちいずれか一
方）の出力電圧 である。

アンプ22で出力された電圧はV/Fコンバーター23で周波
数に変換され、電波信号器28及び電波受信器29を経由し
て、データ処理装置30のF/Vコンバーター31に送られ、
再び電圧に換算されたのち回転計39の出力と共にアンプ
32を経由してオシロスコープ34で出力を監視しながら、
アナログデータレコーダー33で記録し、併行してA/Dコ
ンバーター35,マイクロコンピューター36で前記
（２），（１）式のデータ処理して、デイスプレイ37に
表示するとともにプリンター38に馬力が印字される。

〔考案の効果〕

要するに本考案によれば、回転軸の外周に軸線方向に適
宜間隔を存して嵌設された一対のリングの一方に取付け
られ２本のスリツト光発光手段，反射光拡大手段，半導
体光電素子の受光手段を有する捩計本体と、上記リング
の他方に上記捩計本体と対向して取付けられた反射ミラ
ーと、上記回転軸上に設置され上記受光手段の出力を電
波信号として発する発信器と、上記回転軸外に設置され
上記電波信号を受ける受信器及びその受信信号に基づき
上記回転軸の捩れ及び軸馬力を解析演算表示する演算処
理装置とを具えたことにより、計測と同時に軸馬力値が
得られるとともに、時間に制約されることなく必要に応
じて計測でき、計測作業能率上及び計測経費上有利な光
学式軸馬力計を得るから、本考案は産業上極めて有益な
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案光学式軸馬力計の一実施例の全体構成を
示す側面図、第２図は同上の捩計本体の縦断面図、第３
図は同上のデータ処理装置のブロツク図、第４図は捩計
本体の作用説明図である。 第５図は従来の光学式軸馬力計の捩計の側面図、第６図
は同上の要部の拡大斜視図、第７図は同上における捩れ
の説明図である。 １……回転軸、2,3…リング、10……反射ミラー、11…
…捩計本体、12,13……パイプ、14……LEDランプ、15…
…集光レンズ、16……スリツト、17,18……パイプ、19
……拡大レンズ、20……パイプ、21……CCDセンサー、2
2……アンプ、23……V/Fコンバーター、24……電源、25
……フアインダー、26……スクリーン、27……ミラー、
28……電波発信器、29……電波受信器、30……データ処
理装置、31……F/Vコンバーター、32……アンプ、33…
…アナログデータレコーダー、34……オシロスコープ、
35……A/Dコンバーター、36……マイクロコンピユータ
ー、37……デイスプレイ、38……プリンター、39……回
転計。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−131677（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−274830（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−203906（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−147943（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸の外周に軸線方向に適宜間隔を存し
   て嵌設された一対のリングの一方に取付けられ２本のス
   リツト光発光手段，反射光拡大手段，半導体光電素子の
   受光手段を有する捩計本体と、上記リングの他方に上記
   捩計本体と対向して取付けられた反射ミラーと、上記回
   転軸上に設置され上記受光手段の出力を電波信号として
   発する発信器と、上記回転軸外に設置され上記電波信号
   を受ける受信器及びその受信信号に基づき上記回転軸の
   捩れ及び軸馬力を解析演算表示する演算処理装置とを具
   えたことを特徴とする光学式軸馬力計。