JPS6029054B2 - 電子伝動動力計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は動力計、とりわけ回転中の駆動軸の出力とスピ
ードとを計測する電子動力計に関するものである。

ねじれによる軸のよじれは、今までは、荷重がかかって
いない時に藤上に軸方向に間隔を置いて刻んだ正確に整
合された照会マークによって計測された。

しかしマークの整合は、機械的に成されるので、その精
度、マークの数そして得られる計測結果にはおのずから
限界があった。本発明の１つの目的は、機械的な整合に
よる照会マークでは近似値しか求めることができないの
に対して、電子による完全な照会により正確な測定を行
なうことのできる動力計を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、軸が横方向もし〈は縦方向
または軸受けハウジングに対して回転以外の運動を起し
た場合においても、これらによる誤差を排除して正確な
る測定を行なうことができる動力計を提供することであ
る。

本発明の他の目的は、どのようなタイプの軸であっても
極めて容易に測定が行なえる動力計を提供することであ
る。

次に、図面に示した実施例により、本発明の構成及び作
用を説明する。

第１図に示した実施例において、本発明の装置は、駆動
軸１２が荷重のかかっていない状態で一回回転する度に
適当な周波数の正弦波信号を磁気的に録音するため駆動
軸１２にとりつけられた、録音・再生装置１０から構成
される。

駆動軸１２が荷重を受けて回転しているとき、駆動軸の
トルク、馬力、及び回転速度に比例する電子的出力を発
生させるために、駆動軸１２から録音された信号の再生
信号を連続的に受信する電子計算機１４が電気的に接続
されている。第１図に示したように、録音・再生装置１
川ま駆動軸１２に鞠方向に離れてとりつけられ、軸１２
と共に回転する一対の非磁性カラー１８を有しており、
磁気テープ２０が夫々のカラー１８の周囲に巻きつけら
れている。

発信器３０が導線３２及びＯＮ−ＯＦＦスイッチ３４を
介して録音・再生ヘッド２２，２４に接接され、一方の
ヘッド２２は軸１２の入力端に近く、他方のヘッド２４
は軸１２の出力端に近く位置する。

一方、録音・再生ヘッド２２，２４はそれぞれ一対の取
付部材８６に取付けられており、同取付部材８６は、二
つのカラー１８の間に、軸１２に沿って配置された受け
台８４の平らな上面９０‘こ固着されている。

この受け台８４の下面９２は、軸１２の外周面と補角を
成すように弧状に切り欠かれている。

更に、この下面９２の弧状に切り欠かれた部分の両側に
は、一対の軸９６が軸１２に平行にとりつけられており
、各軸９６の両端にはロ−ラ９４がとりつけられている
。このローラ９４は、軸１２と接触して回転可能であり
、受け台８４を軸１２から離隔している。受け台８４の
両側端には、受け台８４が軸１２の回転にともなって側
方へ移動することがないように、一対のばね９８が取り
付けられている。

このばね９８の他端は軸１２の近くの適当な場所に固着
すればよい。次に、作用及び効果について説明する。

まず、軸１２のねじれの計測方法について説明する。ス
イッチ３４を「ＯＮ」に入れると、発信器３０が選択可
能な周波数（後に説明するようにして選択される）の信
号を周期的に発生すると同時に、この信号は、カラー１
８に巻きつけられた磁気テープ２０１こ夫々のヘッド２
２，２４を介して録音される。スイッチ３４が「ＯＦＦ
」に切り換えられ、軸１２が負荷を受けて２回転すると
、テープに録音された信号は、導線よって電子計算機１
４の入力端子に接続されたそれぞれのへット２２，２４
によってピックアップされて電子計算機１４へ送られる
。

軸１２は録音するために一回回転し、再生するために連
続的に回転する。第２図に示したように、電子計算機１
４はヘッド２２，２４から送られてくる夫々の信号を増
幅する前層増幅器３６，３８を備えている。

一方のヘッド２２は軸１２の入力端により近いので、こ
のヘッド２２から出る信号は他方のヘッド２４から出る
信号より先行する。前暦増幅器３６，３８を通った信号
は、夫々ゼロクロス検出器及びリミター４０，４２を通
り、更に微分回路４４，４６を通る。

一方の微分回路４４の出力（進み信号）が双安定マルチ
バイブレーターゲート４８の「セット一入力を駆動し、
他方の微分器４６の出力（遅れ信号）が双安定ゲ−ト４
８の「リセット一入力を駆動する。従って、双安定ゲー
ト４８の出力は位相差又はゼロクロスポィントを横切る
時間遅れに等しい幅を有する。双安定マルチパイプレー
夕−ゲート４８からの出力は、軸１２のトルクに比例し
た直流本体であり、それはパルス幅−電圧変換器５０に
入る。変換器４０からの出力は、デジタル式あるいは従
来のパネル式のトルク計５２に支持を与える。なお、直
接読みとりのためにトルク計５２を校正するため電位差
計５４を使用しても良い。一方、微分器４６の出力は単
安定マルチバイブレーター５６により波形整型される。

なお、この単安定マルチバイブレーター５６から出力さ
れる。繰返しパルスは軸１２の回転速度に比例している
。Ｆ−Ｖ変換器５８はＲＰＭ回転計６０を作動させるた
めに、軸１２の回転速度に比例する直流電圧を供給する
。

回転数（ｒ．ｐ．ｍ）の目盛を直接読みとるために、電
位差計６２が接続されている。変換器５０からのトルク
電圧は電圧倍率器６４の「Ｘ」入力に入り、変換器５８
からのｒ．ｐ．ｍ、（毎分回転数）電圧は倍率器６４の
「Ｙ」入力に入る。倍率器６４の出力は「Ｙ」に「×」
を秦算したものであり、すなわち、軸の馬力に比例する
。倍率器６４の出力はポテンショメーター６８の位置に
より直接読み取りできるように馬力で校正されたボルト
メーター６６に入る。第３図は電子計算機１４の各ポイ
ントにおける典型的な波形を示す。

波形は正弦波形を典型とし、ヘッド２２，２４によって
計測された最大トルク信号の幅が再生周波数のーサィク
ルより小さくなるような周波数が選択されている。第３
図において、夫々のヘッド２２，２４から出る波形が線
７０で示され、これは前暦増幅器３６，３８に入る入力
である。

前置増幅器３６，３８からの出力は、ゼロクロス検出器
及びリミター４０，４２によって線７４で示されるよう
に方形化され短縮される線７２で示される。

微分器４４，４６によって供給される線上方の正パルス
及び線下方の負パルス７６，７８のいずれかを双安定マ
ルチバイブレーターゲート４８のトリガーに使用する事
も出釆る。線７６に表わされる微分器４４の出力は線７
８で表わされる微分器４６の出力より軸のトルクに比例
する量だけ進む。第３図の線８０で表わされる正方向の
パルスの双安定マルチバイブレーター出力は線７０で表
わされる基準信号の周波数と夫々の周波数がゼロ・クロ
ス・ポイント間の時間遅れに等しい。すなわち軸トルク
に比例するパルス幅となる。単安定マルチパイプレータ
５６の出力は第３図の線８２に表わされるように、毎分
の回転に対応した周波数の連続で、また、線７０で表わ
される基準信号の周波数を有するが、その一定パネル幅
は最大毎分回転数におけるーサィクルよりも狭い。

次に実施例の効果について説明する。

本実施例は、軸１２が横方向若しくは縦方向の振動又は
その池軸受ハウジング２８に対して回転以外の運動を起
す恐れのある場合に使用される。このような場合、もし
録音・再生ヘッド２２，２４が夫々の軸受ハウジング２
８に対して固着された関係にあると、再生信号は、テー
プ２０間の位相差に対応する要素以外に、軸１２のねじ
れによるトルク信号や軸１２の上記のような非回転運動
によって生じる信号まで包含してしまうことになる。

そこで、第１図に示すように、受け台８４を設けてこれ
にヘッドを取り付ければ、この受け台８４は軸１２が横
方向に動いてもその影響を受けないから、このような横
方向の動きによって生じる要素は再生信号に混入せず、
それにともなう誤差のないテープ間の位相差だけを表わ
す信号を検出できるわけである。

次に発明の効果について説明する。

すなわち、本発明は特許請求の範囲に記載した構成によ
って、従来では機械的な整合による照合マークによる近
似値しか求めることができなかったのに対して、本願で
は測定用の軸に対して録音用媒体を取り付け、この録音
用媒体に対して無負荷状態で所定の信号を記録し、この
後、軸に対して負荷をかけた状態で前記信号を録音・再
生ヘッドにより読み取る構成にしたことによって、正確
なる測定を行なうことができるという優れた特徴がある
。

しかも、本願では下部に回転可能に鼠支されたローラー
を有する受台に録音再生ヘッドを固定し、かっこの受台
はバネによって非回転状態に保持する構成にしたので、
測定用の軸が横方向もしくは縦方向に振動したり、また
はその他の回転以外の運動により振動が生ずる場合にお
いても、受台はこの振動の影響を受けないから、このよ
うな振動による要素まで再生信号に混入することなく、
従って誤差のない良好な測定を行なうことができるとい
う本願特有の優れた特徴がある。

さらに、本願では測定を行なうに際して、受台を単に測
定用の軸上にのせるのみで測定が行なえるので、どのよ
うなタイプの軸であっても極めて容易に測定を行なうこ
とができるという好ましい特徴も有する。最後に本発明
の実施の態様をいくつか列記する。

‘１’録音手段が軸にとりつけられた非磁性カラーに巻
きつけられたテープである特許請求の範囲に記載の電子
伝動動力計。

‘２’録音手段が軸にとりつけられた非磁性カラーに塗
られた磁性インクである特許請求の範囲に記載の電子伝
動動力計。

【３｝ 二重目的の録音・再生手段が軸の上方にお互い
に離れてとりつけられ、夫々軸方向に離れてとりつける
れているこの録音手段の近辺に位置する二つの録音・再
生ヘッドを有する特許請求の範囲に記載の電子伝動動力
計。

■ 録音・再生ヘッドが軸の夫々の軸受ハウジングに固
着されている上記‘３｝項に記載の二重目的を有する録
音・再生手段。

■ 録音・再生ヘッドが回転軸にとりつけられ、受け台
の対向側の夫々と夫々の固定点間とに、横方向に固着さ
れているばねによって、軸と一緒に回転可能に保持され
ている受け台に取り付けられている、上記【３’項に記
載の二重目的を有する録音・再生手段。

‘６１ 録音手段と録音・再生ヘッドとが物理的に接触
せず、そのため録音手段と録音・再生ヘッドとの摩滅を
排除することのできる、上記｛３’項に記載の二重目的
を有する録音・再生手段。

‘７１ 信号発生手段から得られる電波信号の周波数が
この周波数の一サイクルより短い幅の、幅不定パルス及
び一定幅のパルスを求めて可聴幅から選択される特許請
求の範囲に記載の電子伝動動力計。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図である。 第２図は本発明の装置の電子回路の一実施例を示す回路
図である。第３図は第２図の電子回路図の種々の部分に
おける再生信号の一連の波形を示す線図である。１８・
・・・・・非磁性カラー、２０・・・・・・録音テープ
、２２，２４・・・・・・録音・再生ヘッド、８４・・
…・受け台、９４……ローラ、９８……ばね。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転中の荷重のかかつた軸のトルク、毎分回転数及
   び馬力を測定する電子伝動動力計で、（イ）適宜の可聴
   周波数を有する周期信号を発する可聴信号発信器と、（
   ロ）上記の軸の周囲に軸方向に離れて、非磁性の部材に
   よりとりつけられ、この軸と共に回転する複数個の録音
   用媒体と、（ハ）軸が荷重を受けずに回転したとき可聴
   信号発信器からの信号を、磁気記録形成の録音用媒体に
   録音し、軸が荷重を受けて回転したとき録音用媒体に録
   音された信号をそれぞれピツクアツプして再生するため
   の録音・再生手段と、（ニ）この再生信号を連続的に増
   幅、微分し、これを軸のトルクに比例してパルス幅が変
   わる可変幅のパルスと、軸の毎分回転数に比例して周波
   数が増減するパルスとに変換し、前記両パルスのうち前
   記可変幅のパルスをこのパルス幅に比例する電圧値に変
   換し、前記毎分回転数に比例して周波数が変化するパル
   スをこの周波数に比例する電圧値に変換し、さらにこの
   それぞれの電圧値を乗算して軸の馬力に比例する電圧を
   得るための電子回路と、（ホ）これらの電圧信号を受け
   とり、トルクと毎分回転数と馬力とをそれぞれ表示する
   電圧計とを有する電子伝動動力計であつて、（ヘ）しか
   も、回転可能に軸支されたローラーを下部に有する受台
   に対して録音・再生ヘツドを固定し、かつ前記受台は測
   定対象となる軸上に載せた状態でバネによつて回転しな
   いように支持される構成にしたことを特徴とする電子伝
   動動力計。