JPH0933385A - 気体に関する物理量測定試験用のトラバース装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汎用性に優れ、安価で、風の関する物理量を
精度良く測定可能なトラバース装置を提供する。 【構成】 気体に関する物理量測定用の測定手段３を保
持するキャリア１１と、一端がキャリア１１に連結され
た複数本の紐部材１２と、複数の紐部材１２の他端部を
夫々独立に保持して巻取り、繰出し可能な複数の位置調
整手段１３と、複数の位置調整手段１３を制御して、複
数の紐部材１２の繰出し量を調整する制御手段とを備
え、複数の紐部材１２を介してキャリア１１を宙吊り状
態で所望の測定位置に移動し、所望の測定位置に揺動不
能に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、航空機、車輌、船舶等
の輸送手段或いは建築物などに対する風の影響を測定し
たり、輸送手段や建築物の室内の空調状態等を測定する
ときに用いる、測定手段移送用のトラバース装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、航空機、車輌、船舶等の輸送手
段においては、飛行時、走行時、航行時における風の悪
影響を防止するため、実機や模型を用いての風洞試験が
行われている。また、建築物においても、建築物の振動
や周辺環境に対する悪影響を防止するため、模型を用い
ての風洞試験が行われつつある。前記風洞試験では、通
常、特開平４−５０６３０号公報に記載のように、Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の夫々の方向へ延びる複数のフレームを
有するトラバース装置を用い、測定手段を３次元的に移
動させて、所望の測定位置における風向や風速等の風に
関連する物理量の測定を順次行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記公報に
記載のように、複数のフレーム等からなるトラバース装
置を用いて測定手段を３次元的に移動させる場合には、
トラバース装置全体が大型になることは避けられない。
しかも、トラバース装置のフレーム等に当たる風の悪影
響で、測定位置における風が乱れたり、測定手段が振動
したりするという問題もある。また、測定手段の振動に
よる測定精度の低下を防止するため、フレーム等の強
度、剛性を高めると、トラバース装置が大型になって、
測定位置における風の乱れが助長され、また測定位置に
おける風の乱れを防止するため、フレーム等を小型に構
成すると、測定手段の振動が増大するという、相反する
問題を内包しており、測定精度を十分に高めることが困
難であった。更に、トラバース装置全体が大型になると
ともに、風洞のサイズに応じて、個別にトラバース装置
を設計する必要があるので、トラバース装置の製作コス
トが高くなる。更にまた、風洞試験にのみ使用可能なも
のなので、輸送手段や建築物の室内に設置して、空調状
態等を測定することができなかった。

【０００４】本発明の目的は、汎用性に優れ、安価で、
気体に関する物理量を精度良く測定可能な気体に関する
物理量測定試験用のトラバース装置を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る気体に関
する物理量測定試験用のトラバース装置は、気体に関す
る物理量測定用の測定手段を保持するキャリアと、一端
がキャリアに連結された複数本の紐部材と、前記複数の
紐部材の他端部を夫々独立に保持して巻取り、繰出し可
能な複数の位置調整手段と、前記複数の位置調整手段を
制御して、複数の紐部材の繰出し量を調整する制御手段
とを備え、複数の紐部材を介してキャリアを宙吊り状態
で所望の測定位置に移動させ、所望の測定位置に揺動不
能に保持するものである。

【０００６】ここで、請求項２記載のように、キャリア
を水平方向に案内する水平方向案内手段と、上下方向に
案内する上下方向案内手段とを設けること、請求項３記
載のように、キャリアに測定手段を鉛直軸心回りに角度
調整する角度調整手段を設けること、請求項４記載のよ
うに、上下に一定間隔あけたキャリアの２つの部位に複
数本の紐部材を夫々連結すること、などが好ましい実施
例である。

【０００７】請求項５に係る気体に関する物理量測定試
験用のトラバース装置は、気体に関する物理量測定用の
測定手段を保持するキャリアと、前記キャリアを鉛直フ
レームに沿って昇降させる昇降手段と、前記鉛直フレー
ムを垂下支持した状態で水平方向に案内する水平方向案
内手段と、一端が鉛直フレームに連結された複数本の紐
部材と、前記複数の紐部材の他端部を夫々独立に保持し
て巻取り、繰出し可能な複数の位置調整手段と、前記複
数の位置調整手段を制御して、複数の紐部材の繰出し量
を調整する制御手段とを備えたものである。

【０００８】

【作用】請求項１に係る気体に関する物理量測定試験用
のトラバース装置においては、複数の位置調整手段を輸
送手段や建築物の室内に固定したり、或いはポールの支
持具を介して屋外に設置し、これら複数の位置調整手段
から延びる紐部材の一端部をキャリアに連結する。そし
て、制御手段により複数の位置調整手段を制御して、複
数の位置調整手段により複数の紐部材を夫々独立に巻取
り、繰出しすることで、キャリアとともに測定手段を複
数の紐部材を介して宙吊り状態に支持して、所望の測定
位置へ順次移動させ、測定位置において揺動不能に保持
した状態で、風速、風向、風圧、温度、湿度、ダスト濃
度等の気体に関する物理量を測定することになる。

【０００９】請求項２記載のように構成すると、水平方
向案内手段を介して水平方向に案内支持されるととも
に、上下方向案内手段を介して上下方向に案内支持され
たキャリアに、複数の位置調整手段から延びる紐部材の
一端部が連結され、制御手段により複数の位置調整手段
を制御して、複数の紐部材を夫々独立に巻取り、繰出し
することで、キャリアとともに測定手段を水平方向案内
手段及び上下方向案内手段を介して案内しつつ所望の測
定位置に順次移動させ、測定位置において揺動不能に保
持した状態で、風速、風向、風圧、温度、湿度、ダスト
濃度等の気体に関する物理量を測定することになる。

【００１０】請求項３記載のように構成すると、角度調
整手段によりキャリアに対する測定手段の鉛直軸心回り
の角度を調整し、測定手段を所望の方向へ向けて気体に
関する物理量を測定することになる。請求項４記載のよ
うに構成すると、キャリアの上下２つの部位を複数の紐
部材で保持して、測定手段の揺動を防止することにな
る。

【００１１】請求項５に係る気体に関する物理量測定試
験用のトラバース装置においては、制御手段により複数
の位置調整手段を制御して、複数の紐部材を夫々独立に
巻取り、繰出しすることで、キャリアを鉛直フレームと
ともに水平方向案内手段に沿って移動させるとともに、
昇降手段により鉛直フレームに沿って昇降させること
で、所望の測定位置へ測定手段を移動させることにな
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。本実施例は、風洞試験装置のトラバー
ス装置に本発明を適用した場合のものである。図１〜図
３に示すように、風洞試験装置では、建築物の模型等の
被試験体１を風洞２内に設置した状態で、風洞２内へ矢
印Ａに示すように風を送り込むとともに、トラバース装
置１０により測定手段３を所望の位置へ移動させ、被試
験体１周辺の気体に関する物理量を順次測定するよう構
成されている。測定手段３は、風向、風速、風圧、温
度、湿度、ダスト濃度等の気体に関する物理量を測定す
る周知の構成のものである。また、トラバース装置１０
以外の構成については本発明とは直接的に関係しないの
で、その詳細な説明を省略する。

【００１３】トラバース装置１０は、測定手段３を保持
するキャリア１１と、一端がキャリア１１のハウジング
２５に連結された８本の紐部材１２と、風洞２の内壁に
固定され、８本の紐部材１２の他端部を夫々独立に保持
して巻取り、繰出し可能な８つの位置調整手段１３と、
８つの位置調整手段１３を制御する制御手段１４（図７
参照）とを備えている。

【００１４】紐部材１２としては、引張強度に優れ且つ
伸びの少ない金属製のワイヤーロープを用いることが好
ましいが、合成樹脂ロープ等を用いることも可能であ
る。

【００１５】位置調整手段１３は、図１〜図４に示すよ
うに、電動モータ１５と、電動モータ１５により回転駆
動されるドラム１６と、ドラム１６から繰り出される紐
部材１２をキャリア１１側へ案内するガイド手段１７
と、ガイド手段１７から導出された紐部材１２の長さを
計測するエンコーダ１８とから構成されている。

【００１６】ガイド手段１７について説明すると、風洞
２の壁部に取付けられた固定部材２０には略コ字状の支
持部材２１が軸部材２４を介して鉛直軸芯回りに回転自
在に支持され、支持部材２１には上下１対の案内ローラ
２２が水平な軸部材２３を介して回転自在に取付けら
れ、紐部材１２は上下の案内ローラ２２間を通ってキャ
リア１１側へ導出されている。このように、軸部材２４
を介して支持部材２１を鉛直軸芯回りに回転自在に支持
してあるので、紐部材１２は常時キャリア１１側へ向け
てガイド手段１７から導出されることになる。

【００１７】一方の軸部材２３の端部にはエンコーダ１
８が付設され、このエンコーダ１８により案内ローラ２
２の回転数が計測される。そして、制御手段１４では、
エンコーダ１８から出力される回転数データに基づい
て、ガイド手段１７から導出された紐部材１２の長さを
求めることになる。尚、紐部材１２の張力が作用しない
側の案内ローラ（図４においては上側の案内ローラ）２
２を、他方の案内ローラ２２側へ付勢する付勢手段を設
け、案内ローラ２２と紐部材１２間における滑りを極力
少なくするように構成してもよい。

【００１８】キャリア１１について説明すると、図５、
図６に示すように、略円筒状のハウジング２５が設けら
れ、ハウジング２５の上部と下部には４本の紐部材１２
が円周一定間隔おきに夫々連結されている。ハウジング
２５内には測定手段３を支持するための支持ロッド２６
が設けられ、支持ロッド２６はハウジング２５の上下両
端部内に設けられたベアリング２７を介して回転自在に
支持されている。支持ロッド２６の上端部には歯車２８
が設けられ、ハウジング２５には歯車２８に噛合する駆
動歯車２９を有する電動モータ３０が設けられ、測定手
段３は、電動モータ３０を駆動することで、支持ロッド
２６を中心にして鉛直軸芯回りに角度調整される。

【００１９】トラバース装置１０の制御手段１４では、
図７のブロック図に示すように、キーボード等の入力手
段３１を介して予め入力された３次元の測定位置データ
に基づいて、８つの位置調整手段１３から繰り出す紐部
材１２の長さを演算し、この演算結果に基づいてエンコ
ーダ１８からの回転数データをフィードバックさせなが
ら電動モータ１５、３０を駆動して、測定手段３を所望
の測定位置へ移動させ、測定位置における風速や風向を
順次測定することになる。そして、測定手段３を所望の
測定位置へ順次移動させて、測定位置データに対応づけ
て風速、風向、風圧、温度、湿度、ダスト濃度等の気体
に関する物理量を順次記憶し、これらのデータに基づい
て被試験体１に対する風の影響を解析することになる。
尚、ジョイスティック３２の操作に基づいて電動モータ
１５、３０を駆動させ、測定手段３をリアルタイムで移
動させて所望の位置での風速や風向を測定することも可
能である。

【００２０】尚、前記位置調整手段１３として、図８に
示す位置調整手段１３Ａのように、紐部材１２として芯
材３５に対して歯部３６を螺旋状に形成した同期駆動用
ロープからなる紐部材１２Ａを設け、ガイド手段１７の
案内ローラ２２として、外周面に歯部３６に噛合する溝
部３７を形成した案内ローラ２２Ａを用い、ガイド手段
１７の支持部材２１にサーボモータやパルスモータなど
の電動モータ１５Ａを固定し、電動モータ１５Ａで一方
の案内ローラ２２Ａを駆動して、ガイド手段１７から所
望長さの紐部材１２Ａを巻取り、繰出し可能に構成した
ものを用いたもよい。

【００２１】また、本実施例では、風洞試験装置に本発
明を適用したが、位置調整手段１３、１３Ａは比較的コ
ンパクトに構成出来るので、航空機や車輌や船舶等の輸
送手段或いは建築物の室内なクリーンルームにセットし
て、室内の空調状態やダスト濃度等を測定することも可
能である。またポール等の支持手段を介して屋外にトラ
バース装置１０を設置し、建築物の周辺の風の状態や、
トンネルの出入口等における風の状態等を実測すること
も可能である。更に、本実施例では、８本の紐部材１２
でキャリア１１を宙吊り状態に支持したが、紐部材１２
は、キャリア１１の上部及び下部に夫々３本ずつ、計６
本設ければ、所望の位置にキャリア１１を支持すること
が可能なので、６本以上であれば任意の本数設けること
が可能である。

【００２２】次に、前記トラバース装置１０の他の実施
例について説明する。尚、前記実施例と同一部材には同
一符号を付してその詳細な説明を省略する。このトラバ
ース装置１０Ａは、図９、図１０に示すように、前記ト
ラバース装置１０に対して、キャリア１１を水平方向に
案内する水平方向案内手段４０と、上下方向に案内する
上下方向案内手段５０を設けたものである。

【００２３】前記水平方向案内手段４０は、風洞２の天
井部に設けられた前後方向に延びる左右１対のＸ軸フレ
ーム４１と、このＸ軸フレーム４１に前後方向に移動自
在に設けられた左右方向へ延びるＹ軸フレーム４２と、
Ｙ軸フレーム４２に左右方向に移動自在に設けられた可
動ベース４３とを備えたものである。前記上下方向案内
手段５０は、可動ベース４３から下方へ延びる鉛直フレ
ーム５１を有し、キャリア１１はこの鉛直フレーム５１
に付設されたガイドロッド５１ａに沿って上下移動自在
に案内されている。

【００２４】このトラバース装置１０Ａでは、案内手段
４０、５０を設けることで、製作コストは多少高くなる
が、キャリア１１の振動等を案内手段４０、５０で効果
的に受け止めて抑制できるので、測定精度を大幅に向上
することが可能となる。また、８つの位置調整手段１３
がキャリア１１を水平方向及び上下方向に移動させるた
めの駆動手段として機能することになり、トラバース装
置１０Ａの駆動系の構成を簡単化出来る。尚、所望位置
へキャリア１１を移動させた状態で、案内手段４０、５
０をロックするロック手段を設けると、キャリア１１の
振動を一層効果的に抑制することが可能となる。

【００２５】また、図１１、図１２に示すトラバース装
置１０Ｂのように、トラバース装置１０Ａの下側４本の
紐部材１２とそれに対応する位置調整手段１３を省略し
するとともに、紐部材１２の端部を可動ベース４３に連
結して、鉛直フレーム５１にキャリア１１を昇降するた
めのスクリュー軸５３と電動モータとボールナット等か
らなる昇降手段５２を設けてもよい。尚、この場合に
は、簡単な構成の昇降手段５２を設けることで、位置調
整手段１３を４台減らすことが可能となり、トラバース
装置１０Ｂの駆動系の構成を一層簡単化できる。

【００２６】尚、前記紐部材１２の本数は、トラバース
装置１０Ａでは６本以上、またトラバース装置１０Ｂで
は３本以上であれば、キャリア１１を移動させて位置決
めできるので、例示した以外の本数設けることも可能で
ある。また、紐部材１２は、トラバース装置１０Ａの場
合にはキャリア１１の任意の位置に、またトラバース装
置１０Ｂの場合には可動ベース４３又は鉛直フレーム５
１の任意の位置に連結することが可能である。

【００２７】

【発明の効果】請求項１に係る気体に関する物理量測定
試験用のトラバース装置によれば、キャリアを複数の紐
部材で宙吊り状態で支持するので、従来のように複数本
の大型なフレーム等を設ける必要がなく、トラバース装
置を小型軽量に構成出来るとともに、トラバース装置の
製作コストを大幅に低減出来る。また、複数の紐部材で
キャリアを支持するので、測定手段位付近の風の乱れを
極力少なくして、測定精度の低下を大幅に抑制すること
が可能となる。更に、位置調整手段を輸送手段や建築物
の室内やクリーンルームにセットすることで、室内の空
調状態やダスト濃度を容易に測定することも可能とな
る。また、ポール等の支持手段を介して屋外に設置し、
建築物の周辺の風の状態や、トンネルの出入り口等にお
ける風の状態等を実測することも可能である。つまり、
位置調整手段の取付位置を変更することで、種々の使用
態様が可能で、トラバース装置の汎用性が拡大するし、
設計変更にも容易に対応できる。

【００２８】請求項２に係る気体に関する物理量測定試
験用のトラバース装置によれば、水平方向案内手段及び
上下方向案内手段を介してキャリアを支持してあるの
で、請求項１記載のトラバース装置よりも製作コストは
多少高くなるが、キャリアが振動することによる測定精
度の低下を効果的に抑制できる。また、複数の紐部材に
よりキャリアを移動させるので、従来のトラバース装置
と比較して駆動系を小型軽量に構成でき、その分製作コ
ストは安くなる。

【００２９】請求項３記載のように構成すると、角度調
整手段によりキャリアに対するキャリアの鉛直軸心回り
の角度を調整し、キャリアを所望の方向へ向けて気体に
関する物理量を測定することが可能となる。請求項４記
載のように構成すると、キャリアの上下２つの部位が複
数の紐部材で保持されるので、キャリアの振動が効果的
に抑制され、測定精度を向上出来る。

【００３０】請求項５に係る気体に関する物理量測定試
験用のトラバース装置においては、基本的には、請求項
２と同様の作用が得られる。加えて、簡単な構成の昇降
手段を設けることで、位置調整手段の台数を半減するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 トラバース装置の斜視図

【図２】 トラバース装置の平面図

【図３】 トラバース装置の側面図

【図４】 ガイド手段の正面図

【図５】 キャリアの縦断面図

【図６】 図５のVI−VI線断面図

【図７】 トラバース装置の制御系のブロック図

【図８】 他の構成の位置調整手段の正面図

【図９】 他の構成のトラバース装置の斜視図

【図１０】 同トラバース装置のキャリア付近の要部縦
断面図

【図１１】 他の構成のトラバース装置の斜視図

【図１２】 同トラバース装置のキャリア付近の要部縦
断面図

【符号の説明】

１ 被試験体 ２ 風洞 ３ 測定手段 １０ トラバース装置 １１ キャリア １２ 紐部材 １３ 位置調整手段 １４ 制御手段 １５ 電動モータ １６ ドラム １７ ガイド手段 １８ エンコーダ ２０ 固定部材 ２１ 支持部材 ２２ 案内ローラ ２３ 軸部材 ２４ 軸部材 ２５ ハウジング ２６ 支持ロッド ２７ ベアリング ２８ 歯車 ２９ 駆動歯車 ３０ 電動モータ ３１ 入力手段 ３２ ジョイスティ
ック ３５ 芯材 ３６ 歯部 ３７ 溝部 １０Ａ トラバース装置 ４０ 水平方向案内
手段 ４１ Ｘ軸フレーム ４２ Ｙ軸フレーム ４３ 可動ベース ５０ 上下方向案内
手段 ５１ 鉛直フレーム ５１ａ ガイドロッド １０Ｂ トラバース装置 ５２ 昇降手段 ５３ スクリュー軸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体に関する物理量測定用の測定手段を
   保持するキャリアと、 一端がキャリアに連結された複数本の紐部材と、 前記複数の紐部材の他端部を夫々独立に保持して巻取
   り、繰出し可能な複数の位置調整手段と、 前記複数の位置調整手段を制御して、複数の紐部材の繰
   出し量を調整する制御手段と、 を備え、複数の紐部材を介してキャリアを宙吊り状態で
   所望の測定位置に移動させ、所望の測定位置に揺動不能
   に保持する気体に関する物理量測定試験用のトラバース
   装置。
2. 【請求項２】 キャリアを水平方向に案内する水平方向
   案内手段と、上下方向に案内する上下方向案内手段とを
   設けた請求項１記載の気体に関する物理量測定試験用の
   トラバース装置。
3. 【請求項３】 キャリアに測定手段を鉛直軸心回りに角
   度調整する角度調整手段を設けた請求項１又は２記載の
   気体に関する物理量測定試験用のトラバース装置。
4. 【請求項４】 上下に一定間隔あけたキャリアの２つの
   部位に複数本の紐部材を夫々連結した請求項１〜３のい
   ずれか１項記載の気体に関する物理量測定試験用のトラ
   バース装置。
5. 【請求項５】 気体に関する物理量測定用の測定手段を
   保持するキャリアと、 前記キャリアを鉛直フレームに沿って昇降させる昇降手
   段と、 前記鉛直フレームを垂下支持した状態で水平方向に案内
   する水平方向案内手段と、 一端が鉛直フレームに連結された複数本の紐部材と、 前記複数の紐部材の他端部を夫々独立に保持して巻取
   り、繰出し可能な複数の位置調整手段と、 前記複数の位置調整手段を制御して、複数の紐部材の繰
   出し量を調整する制御手段と、 を備えた気体に関する物理量測定試験用のトラバース装
   置。