(57)【要約】【課題】模型船舶や模型プロペラなどの計測対象物に生じる抵抗力、スラスト力、トルクなどの力を容易に短時間で計測することができ、また、計測の自動化を図ることや計測範囲を広くすることなどが可能な天秤式計測装置を提供する。【解決手段】計測装置の構成を、例えばシャフト１０８を有する大天秤１０６と、回動軸１１９回り回動自在で且つシャフト１０８に連結されたシャフト１１３と、摺動軸１１４と、摺動軸１１４に案内されて移動可能に設けられたバランスウエイト１１７と、バランスウエイト１１７を摺動軸に沿って移動させる電動モータ１１６などのバランウエイト移動手段とを有してなる小天秤１０７と、電動モータ１１６を操作するモータスイッチボックス１３３などの操作手段と、バランスウエイト１１７の移動距離を計測する回転パルス検出器１１８及び回転パルス計測器１２８とを備えた構成とする。また、バランスウエイト１１７は、重量調整用ウエイトを搭載して全体の重量を調整可能な構成としてもよい。【選択図】        図２
2004264178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立設されて長手方向の中央部が水平な第１の回動軸回りに回動自在に支持され且つ下側の連結部に計測対象物が連結されてこの計測対象物に生じる力により前記第１の回動軸回りに回動する第１のシャフトを有してなる大天秤と、この第１のシャフトに連結された小天秤とを備えて、前記計測対象物に生じる力を計測する天秤式計測装置であって、
立設されて長手方向の上端部が水平な第２の回動軸回り回動自在に支持され且つ下側の連結部が前記第１のシャフトの上側の連結部に連結され前記第１のシャフトの回動にともなって前記第２の回動軸回りに回動する第２のシャフトと、前記第２の回動軸の左右両側に延びて前記第２のシャフトとともに前記第２の回動軸回りに回動する一対の案内軸と、これらの案内軸に案内されて左右に移動可能な一対のバランスウエイトと、これらのバランスウエイトを前記案内軸に沿って移動させるバランスウエイト移動手段とを有してなる前記小天秤と、
前記バランスウエイト移動手段を操作する操作手段と、
前記バランスウエイトの移動距離を計測する距離計測手段とを備えたことを特徴とする天秤式計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の天秤式計測装置において、
前記バランスウエイト移動手段は、前記バランスウエイトに設けたボールネジナットと、この前記ボールネジナットが螺合されたボールネジ軸と、このボールネジ軸を回転させる電動モータとを有してなることを特徴とする天秤式計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の天秤式計測装置において、
前記小天秤の第２のシャフトの回動量に応じた力を計測する力計測手段を備え、前記操作手段では、この力計測手段で計測される力が所定値以下となったときに前記バランスウエイト移動手段による前記バランスウエイトの移動を自動的に停止することを特徴とする天秤式計測装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３に記載の天秤式計測装置において、
前記バランスウエイトは、重量調整用ウエイトを搭載して全体の重量を調整可能な構成であることを特徴とする天秤式計測装置。
【請求項５】
立設されて長手方向の中央部が水平な第１の回動軸回りに回動自在に支持され且つ下側の連結部に計測対象物が連結されてこの計測対象物に生じる力により前記第１の回動軸回りに回動する第１のシャフトを有してなる大天秤と、この第１のシャフトに連結された小天秤とを備えて、前記計測対象物に生じる力を計測する天秤式計測装置であって、
立設されて長手方向の上端部が水平な第２の回動軸回り回動自在に支持され且つ下側の連結部が前記第１のシャフトの上側の連結部に連結され前記第１のシャフトの回動にともなって前記第２の回動軸回りに回動する第２のシャフトと、前記第２の回動軸の左右両側に延びて前記第２のシャフトとともに前記第２の回動軸回りに回動する腕と、この腕の正面側又は背面側に同腕と平行に配設した案内軸と、この案内軸に案内されて左右に移動可能なバランスウエイトと、このバランスウエイトを前記案内軸に沿って移動させるバランスウエイト移動手段と、前記バランスウエイトが前記案内軸の一端側の初期位置にあるときに前記第２のシャフトが直立した状態となるように前記バランスウエイトと反対側に設けた初期位置設定用ウエイトとを有してなる小天秤と、
前記バランスウエイト移動手段を操作する操作手段と、
前記バランスウエイトの移動距離を計測する距離計測手段とを備えた構成であることを特徴とする天秤式計測装置。
【請求項６】
請求項５に記載の天秤式計測装置において、
前記バランスウエイト移動手段は、前記バランスウエイトに設けたボールネジナットと、このボールネジナットが螺合されたボールネジ軸と、このボールネジ軸を回転させる電動モータとを有してなる構成であることを特徴とする天秤式計測装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の天秤式計測装置において、
前記小天秤の第２のシャフトの回動量に応じた力を計測する力計測手段を備え、前記操作手段では、この力計測手段で計測される力が所定値以下となったときに前記バランスウエイト移動手段による前記バランスウエイトの移動を自動的に停止することを特徴とする天秤式計測装置。
【請求項８】
請求項５，６又は７に記載の天秤式計測装置において、
前記バランスウエイトは、重量調整用ウエイトを搭載して全体の重量を調整可能な構成であることを特徴とする天秤式計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は天秤式計測装置に関し、模型船舶や模型プロペラなどの計測対象物に生じる力を計測する場合に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
模型船舶に生じる抵抗力を計測する場合には天秤式分量型抵抗計測装置が用いられ、模型プロペラに生じるスラスト力やトルクを計測する場合には天秤式のプロペラ単独試験計測装置が用いられる。
【０００３】
図１５は従来の天秤式分量型抵抗計測装置を模型船舶に取り付けたときの状態を示す説明図、図１６は前記天秤式分量型抵抗計測装置を拡大して示す構成図、図１７は前記天秤式分量型抵抗計測装置の小天秤部分を更に拡大して示す構成図である。
【０００４】
図１５に示すように模型船舶に生じる抵抗力を計測する場合、水槽１の水２に計測対象物の模型船舶３を浮かべ、この模型船舶３に天秤式分量型抵抗計測装置４を取り付ける。そして、図１５〜図１７に示すように天秤式分量型抵抗計測装置４は、フレーム（支持部材）５に支持された大天秤６、小天秤７、板バネ検力計２５などを備えている。
【０００５】
大天秤６は立設されたシャフト８を有しており、このシャフト８は長手方向の中央部に設けられた水平な回動軸９を介してフレーム５に回動自在に支持されている。即ち、シャフト８は回動軸９を中心にして矢印Ａのように左右に回動自在となっている。模型船舶３の中央の曳航部１１には曳航ロッド１０の基端部が結合されており、この曳航ロッド１０の先端部に治具９７を介してシャフト８の下側の連結部が連結されている。なお、曳航部１１と曳航ロッド１０との連結部は水平な回動軸１１ａ回りに回動自在となっており、シャフト８と曳航ロッド１０との連結部も水平な回動軸１５回りに回動自在となっている。
【０００６】
一方、シャフト８の上側の連結部は小天秤７に連結されている。小天秤７はシャフト１２、腕（シャフト）１３、ウエイト乗せ１４などを有してなるＴ字状のものである。シャフト１２は立設され、且つ、長手方向の上端部に設けられた水平な回動軸１７を介してフレーム５に回動自在に支持されている。即ち、シャフト１２は回動軸１７を中心にして矢印Ｂのように左右に回動自在となっている。シャフト１２の上端にはボルト９３が突設され、このボルト９３にシャフト１２とのバランスをとるためのウエイト３０が螺合されている。そして、シャフト１２の下側の連結部は、連結金具１８を介して大天秤６のシャフト８の上側の連結部に連結されている。連結金具１８とシャフト８，１２との連結部は、水平な回動軸１９，２０回り回動自在となっている。
【０００７】
腕１３は回動軸１７の左右両側に延びており、両端部に形成されたナイフエッジ部２１にフック掛け２２が取り付けられている。ウエイト乗せ１４はフック２３を有し、このフック２３をフック掛け２２に掛けることにより腕１３の両端部に吊下げられている。計測時には、このウエイト乗せ１４の上にバランスウエイト２４が乗せられる。
【０００８】
板バネ検力計２５はフレーム５に上端部が支持された板バネ２６と、この板バネ２６に取り付けられた図示しない歪みゲージと、この歪みゲージに電気的に接続された図示しない計測演算装置とを有し、板バネ２６の下端部が連結金具２７を介して小天秤７のシャフト１２の連結部に連結されている。連結金具２７と板バネ２６及びシャフト１２との連結部は、水平な回動軸２８，２９回りに回動自在となっている。従って、小天秤７のシャフト１２が回動軸１７回りに回動すると、このシャフト１２の回動量に応じて板バネ２６が撓み、この板バネ２６に取り付けられた歪みゲージが歪む。計測演算装置では、このときの歪みゲージの電気抵抗の変化からシャフト１２の回動量に応じた力を求め、これをペンレコーダで記録して表示する。
【０００９】
かかる天秤式分量型抵抗計測装置４では次のようにして模型船舶３の抵抗力を計測する。即ち、図１５に示すように陸上を走行する図示しない牽引車で図中右方向に天秤式分量型抵抗計測装置４のフレーム５を牽引することにより、同方向に模型船舶３を曳航する。その結果、このときの曳航力（Ｆｘ）に抗して模型船舶３には、水２から受ける抵抗により曳航方向と反対方向の抵抗力（Ｘ）が生じる。
【００１０】
このときに天秤式分量型抵抗計測装置４では、大天秤６のシャフト８が回動軸９を中心として右回りに回動し、これにともなって小天秤７のシャフト１２及び腕１３も回動軸１７を中心にして左回りに回動する。従って、計測員は小天秤７のシャフト１２が元の直立した状態となり、腕１３が元の水平な状態となるように右側のウエイト乗せ１４にバランスウエイト２４を乗せる。そして、小天秤７のシャフト１２及び腕１３が元の状態に戻れば、このときにウエイト乗せ１４に乗せられているバランスウエイト２４の重量に基づいて模型船舶３の抵抗力（Ｘ）を知ることができる。
【００１１】
但し、実際にはバランスウエイト２４の重量を調整するだけでは完全にバランスさせて小天秤７のシャフト１２及び腕１３を完全に元の状態に戻すことは難しく、小天秤７のシャフト１２及び腕１３は多少傾いた状態となるが、このときのシャフト１２の回動量に応じた力（アンバランス力）は板バネ検力計２５によって計測される。従って、この場合にはウエイト乗せ１４に乗せられているバランスウエイト２４の重量に基づいて求められる力と、板バネ検力計２５で計測される力との和が模型船舶３の抵抗力（Ｘ）となる。
【００１２】
図１８は従来の天秤式のプロペラ単独試験計測装置の構成図、図１９は図１８のＣ方向矢視図である。また、図２０はプロペラ駆動機構部の構成図である。
【００１３】
図１８及び図１９に示すように水槽３１の水３２には電動モータなどを有してなるプロペラ駆動機構部３３（詳細後述）を浮かべ、このプロペラ駆動機構部３３の上部に天秤式のプロペラ単独試験計測装置９６を取り付けている。計測対象物の模型プロペラ３４は回転軸３６を介してプロペラ駆動機構部３３に接続され、水３２中に位置している。回転軸３６はフレーム（支持部材）３５に支持された軸受８２に回転自在に支持され、後述するプロペラ駆動機構部３３の電動モータなどに連結されている。なお、軸受８２は回転軸３６のスラスト方向（軸方向）の移動は規制しないスラスト逃がし構造となっている。
【００１４】
そして、プロペラ単独試験計測装置９６は天秤式のスラスト計測装置９６Ａと、天秤式のトルク計測装置９６Ｂとから構成されており、これらの計測装置９６Ａ，９６Ｂは何れも上記の天秤式分量型抵抗計測装置４と同様の構成となっている。
【００１５】
詳述すると、図１８に示すようにスラスト計測装置９６Ａは、フレーム３５に支持された大天秤３７、小天秤３８、板バネ検力計３９などを備えている。大天秤３７は立設されたシャフト４０を有しており、このシャフト４０は長手方向の中央部に設けられた水平な回動軸４１を介してフレーム３５に回動自在に支持されている。即ち、シャフト４０は回動軸４１を中心にして左右に回動自在となっている。そして、シャフト４０の下側の連結部は回転軸３６を介して模型プロペラ３４に連結されている（図２０参照：詳細後述）。
【００１６】
一方、シャフト４０の上側の連結部は小天秤３８に連結されている。小天秤３８はシャフト４２、腕（シャフト）４３、ウエイト乗せ４４などを有してなるＴ字状のものである。シャフト４２は立設され、且つ、長手方向の上端部に設けられた水平な回動軸４５を介してフレーム３５に回動自在に支持されている。即ち、シャフト４２は回動軸４５を中心にして左右に回動自在となっている。シャフト４２の上端にはボルト９４が突設され、このボルト９４にシャフト４２とのバランスをとるためのウエイト４６が螺合されている。そして、シャフト４２の下側の連結部は、連結金具４７を介して大天秤３７のシャフト４０の上側の連結部に連結されている。連結金具４７とシャフト４０，４２との連結部は、水平な回動軸４８，４９回り回動自在となっている。
【００１７】
腕４３は回動軸４５の左右両側に延びており、両端部に形成されたナイフエッジ部５１にフック掛け５２が取り付けられている。ウエイト乗せ４４はフック５３を有し、このフック５３をフック掛け５１に掛けることにより腕４３の両端部に吊下げられている。計測時には、このウエイト乗せ４４の上にバランスウエイト５４が乗せられる。
【００１８】
板バネ検力計３９はフレーム３５に上端部が支持された板バネ５５と、この板バネ５５に取り付けられた図示しない歪みゲージと、この歪みゲージに電気的に接続された図示しない計測演算装置とを有し、板バネ５５の下端部が連結金具５６を介して小天秤３８のシャフト４２の連結部に連結されている。連結金具５６と板バネ５５及びシャフト４０との連結部は、水平な回動軸５７，５８回りに回動自在となっている。従って、小天秤３８のシャフト４２が回動軸４５回りに回動すると、このシャフト４２の回動量に応じて板バネ５５が撓み、この板バネ５５に取り付けられた歪みゲージが歪む。計測演算装置では、このときの歪みゲージの電気抵抗の変化からシャフト４２の回動量に応じた力を求め、これをペンレコーダで記録して表示する。
【００１９】
また、図１９に示すようにトルク計測装置９６Ｂも、スラスト計測装置９６Ａと同様にフレーム３５に支持された大天秤６１、小天秤６２、板バネ検力計６３などを備えている。大天秤６１は立設されたシャフト６４を有しており、このシャフト６４は長手方向の中央部に設けられた水平な回動軸６５を介してフレーム３５に回動自在に支持されている。即ち、シャフト６４は回動軸６５を中心にして左右に回動自在となっている。そして、シャフト６４の下側の連結部は回転軸３６を介して模型プロペラ３４に連結されている（図２０参照：詳細後述）。
【００２０】
一方、シャフト６４の上側の連結部は小天秤６２に連結されている。小天秤６２はシャフト６６、腕（シャフト）６７、ウエイト乗せ６８などを有してなるＴ字状のものである。シャフト６６は立設され、且つ、長手方向の上端部に設けられた水平な回動軸６９を介してフレーム３５に回動自在に支持されている。即ち、シャフト６６は回動軸６９を中心にして左右に回動自在となっている。シャフト６６の上端にはボルト９５が突設され、このボルト９５にシャフト６６とのバランスをとるためのウエイト７０が螺合されている。そして、シャフト６６の下側の連結部は、連結金具７１を介して大天秤６１のシャフト６４の上側の連結部に連結されている。連結金具７１とシャフト６４，６６との連結部は、水平な回動軸７２，７３回り回動自在となっている。
【００２１】
腕６７は回動軸６９の左右両側に延びており、両端部に形成されたナイフエッジ部７４にフック掛け７５が取り付けられている。ウエイト乗せ６８はフック７６を有し、このフック７６をフック掛け７５に掛けることによって腕６７の両端部に吊下げられている。計測時には、このウエイト乗せ６８の上にバランスウエイト７７が乗せられる。
【００２２】
板バネ検力計６３はフレーム３５に上端部が支持された板バネ７８と、この板バネ７８に取り付けられた図示しない歪みゲージと、この歪みゲージに配線コードを介して接続された図示しない計測演算装置とを有し、板バネ７８の下端部が連結金具７９を介して小天秤６２のシャフト６６の連結部に連結されている。連結金具７９と板バネ７８及びシャフト６６との連結部は、水平な回動軸８０，８１回りに回動自在となっている。従って、小天秤６２のシャフト６６が回動軸６９回りに回動すると、このシャフト６６の回動量に応じて板バネ７８が撓み、この板バネ７８に取り付けられた歪みゲージが歪む。計測演算装置では、このときの歪みゲージの電気抵抗の変化からシャフト６６の回動量に応じた力を求め、これをペンレコーダで記録して指示する。
【００２３】
図２０に示すようにプロペラ駆動機構部３３は、連結部８３、スラスト逃がし構造の軸受８４、かさ歯車８５〜８９及び電動モータ９０などを備えた構成となっている。模型プロペラ３６の回転軸３６は、連結部８３及び軸受８４を介してかさ歯車８５に結合されている。連結部８３は回転軸３６に固定され、回転軸３６とともにスラスト方向（軸方向）に移動する。軸受８４はラジアル方向には回転軸３６を回転自在に支持し、スラスト方向には回転軸３６の移動を規制しないスラスト逃がし構造となっている。
【００２４】
また、かさ歯車８５とかさ歯車８７は対向し、何れもかさ歯車８６と噛合している。更に、かさ歯車８７は回転軸９１を介してかさ歯車８８に結合され、かさ歯車８８はかさ歯車８９と噛合し、かさ歯車８９は電動モータ９０の回転軸９２に結合されている。従って、電動モータ９０が作動すると、かさ歯車８５〜８９を介して模型プロペラ３４が回転駆動される。
【００２５】
そして、連結部８３には、スラスト計測装置９６Ａに備えた大天秤３７のシャフト４０の下端部が、回動自在に連結されている。また、かさ歯車８６は、トルク計測装置９６Ｂに備えた大天秤６１のシャフト６４の下端部に図示しない軸受を介して回転自在に結合されている。
【００２６】
従って、かかるプロペラ単独試験計測装置９６（スラスト計測装置９６Ａ、トルク計測装置９６Ｂ）では、次のようにして模型プロペラ３４のスラスト力及びトルクを計測する。即ち、図１８に示すように陸上を走行する図示しない牽引車で図中左方向にプロペラ単独試験計測装置９６のフレーム３５とともに模型プロペラ３４を牽引し、且つ、電動モータ９０によって模型プロペラ３４を回転させると、このときの模型プロペラ３４が水３２から受ける抵抗や電動モータ９０の回転力などにより、模型プロペラ３４（回転軸３６）にはスラスト力とトルクが生じる。
【００２７】
そして、前記スラスト力により回転軸３６とともに連結部８３がスラスト方向（図２０の左右方向）に移動すると、スラスト計測装置９６Ａの大天秤３７のシャフト４０が回動軸４１回りに回動し、これにともなって小天秤３８のシャフト４２及び腕４３が回動軸４５回りに回動する。従って、計測員は、小天秤３８のシャフト４２が元の直立した状態となり、腕４３が元の水平な状態となるようにウエイト乗せ４４にバランスウエイト５４を乗せる。小天秤３８のシャフト４２及び腕４３が元の状態に戻れば、このときにウエイト乗せ４４に乗せられているバランスウエイト５４の重量に基づいて前記スラスト力を知ることができる。
【００２８】
但し、実際にはバランスウエイト５４の重量を調整するだけでは完全にバランスさせて小天秤３８のシャフト４２及び腕４３を完全に元の状態に戻すことは難しく、小天秤３８のシャフト４２及び腕４３は多少傾いた状態となるが、このときのシャフト４２の回動量に応じた力（アンバランス力）は板バネ検力計３９によって計測される。従って、この場合にはウエイト乗せ４４に乗せられているバランスウエイト５４の重量に基づいて求められる力と、板バネ検力計２５で計測される力との和が前記スラスト力となる。
【００２９】
また、電動モータ９０によって模型プロペラ３４を回転させようとしたとき、この電動モータ９０の回転力と、この回転力に抗して模型プロペラ３４に作用する水３２の抵抗力などとによってねじれトルクが生じ、かさ歯車８５，８７の回転にアンバランスが生じる。その結果、かさ歯車８６とともにトルク計測装置９６Ｂの大天秤６１のシャフト６４が回動軸６５回りに回動し、これにともなって小天秤６２のシャフト６６及び腕６７が回動軸６９回りに回動する。従って、計測員は、小天秤６２のシャフト６６が元の直立した状態となり、腕６７が元の水平な状態となるようにウエイト乗せ６８にバランスウエイト７７を乗せる。小天秤６２のシャフト６６及び腕６７が元の状態に戻れば、このときにウエイト乗せ６８に乗せられているバランスウエイト７７の重量に基づいて前記トルクを知ることができる。
【００３０】
但し、実際にはバランスウエイト７７の重量を調整するだけでは完全にバランスさせて小天秤６２のシャフト６６及び腕６７を完全に元の状態に戻すことは難しく、小天秤６２のシャフト６６及び腕６７は多少傾いた状態となるが、このときのシャフト６６の回動量に応じた力（アンバランス力）は板バネ検力計６３によって計測される。従って、この場合にはウエイト乗せ６８に乗せられているバランスウエイト７７の重量に基づいて求められる力と、板バネ検力計６３で計測される力との和が前記トルクとなる。
【００３１】
なお、スラスト力とトルクとを同時に計測する装置の従来例としては、特許文献１に記載の装置がある。
【００３２】
【特許文献１】
実公平３−２３５５１号公報
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の天秤式分量型抵抗計測装置４やプロペラ単独試験計測装置９６では、計測員が手作業でバランスウエイト２４，５４，７７をウエイト乗せ１４，４４，６８に乗せたり、ウエイト乗せ１４，４４，６８から降ろしたりしてウエイト調整を行いながら模型船舶３や模型プロペラ３４に生じる力を計測していたため、計測に時間がかかり、計測員の負担も大きい。また、バランスウエイト２４，５４，７７を乗せたり降ろしたりする方式であることから、自動化を図ることも難しかった。また、フック２３，５３，７６の長さには限度があり、計測範囲が限定されていた。
【００３４】
従って、本発明は上記の事情に鑑み、模型船舶や模型プロペラなどの計測対象物に生じる抵抗力、スラスト力、トルクなどの力を容易に短時間で計測することができ、また、計測の自動化を図ることや計測範囲を広くすることなどが可能な天秤式計測装置を提供することを課題とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の天秤式計測装置は、立設されて長手方向の中央部が水平な第１の回動軸回りに回動自在に支持され且つ下側の連結部に計測対象物が連結されてこの計測対象物に生じる力により前記第１の回動軸回りに回動する第１のシャフトを有してなる大天秤と、この第１のシャフトに連結された小天秤とを備えて、前記計測対象物に生じる力を計測する天秤式計測装置であって、立設されて長手方向の上端部が水平な第２の回動軸回り回動自在に支持され且つ下側の連結部が前記第１のシャフトの上側の連結部に連結され前記第１のシャフトの回動にともなって前記第２の回動軸回りに回動する第２のシャフトと、前記第２の回動軸の左右両側に延びて前記第２のシャフトとともに前記第２の回動軸回りに回動する一対の案内軸と、これらの案内軸に案内されて左右に移動可能な一対のバランスウエイトと、これらのバランスウエイトを前記案内軸に沿って移動させるバランスウエイト移動手段とを有してなる前記小天秤と、
前記バランスウエイト移動手段を操作する操作手段と、
前記バランスウエイトの移動距離を計測する距離計測手段とを備えたことを特徴とする。
【００３６】
また、第２発明の天秤式計測装置は、第１発明の天秤式計測装置において、
前記バランスウエイト移動手段は、前記バランスウエイトに設けたボールネジナットと、このボールネジナットが螺合されたボールネジ軸と、このボールネジ軸を回転させる電動モータとを有してなることを特徴とする。
【００３７】
また、第３発明の天秤式計測装置は、第１又は第２発明の天秤式計測装置において、
前記小天秤の第２のシャフトの回動量に応じた力を計測する力計測手段を備え、前記操作手段では、この力計測手段で計測される力が所定値以下となったときに前記バランスウエイト移動手段による前記バランスウエイトの移動を自動的に停止することを特徴とする。
【００３８】
また、第４発明の天秤式計測装置は、第１，第２又は第３発明の天秤式計測装置において、
前記バランスウエイトは、重量調整用ウエイトを搭載して全体の重量を調整可能な構成であることを特徴とする。
【００３９】
また、第５発明の天秤式計測装置は、立設されて長手方向の中央部が水平な第１の回動軸回りに回動自在に支持され且つ下側の連結部に計測対象物が連結されてこの計測対象物に生じる力により前記第１の回動軸回りに回動する第１のシャフトを有してなる大天秤と、この第１のシャフトに連結された小天秤とを備えて、前記計測対象物に生じる力を計測する天秤式計測装置であって、
立設されて長手方向の上端部が水平な第２の回動軸回り回動自在に支持され且つ下側の連結部が前記第１のシャフトの上側の連結部に連結され前記第１のシャフトの回動にともなって前記第２の回動軸回りに回動する第２のシャフトと、前記第２の回動軸の左右両側に延びて前記第２のシャフトとともに前記第２の回動軸回りに回動する腕と、この腕の正面側又は背面側に同腕と平行に配設した案内軸と、この案内軸に案内されて左右に移動可能なバランスウエイトと、このバランスウエイトを前記案内軸に沿って移動させるバランスウエイト移動手段と、前記バランスウエイトが前記案内軸の一端側の初期位置にあるときに前記第２のシャフトが直立した状態となるように前記バランスウエイトと反対側に設けた初期位置設定用ウエイトとを有してなる小天秤と、
前記バランスウエイト移動手段を操作する操作手段と、
前記バランスウエイトの移動距離を計測する距離計測手段とを備えた構成であることを特徴とする。
【００４０】
また、第６発明の天秤式計測装置は、第５発明の天秤式計測装置において、
前記バランスウエイト移動手段は、前記バランスウエイトに設けたボールネジナットと、このボールネジナットが螺合されたボールネジ軸と、このボールネジ軸を回転させる電動モータとを有してなる構成であることを特徴とする。
【００４１】
また、第７発明の天秤式計測装置は、第５又は第６発明の天秤式計測装置において、
前記小天秤の第２のシャフトの回動量に応じた力を計測する力計測手段を備え、前記操作手段では、この力計測手段で計測される力が所定値以下となったときに前記バランスウエイト移動手段による前記バランスウエイトの移動を自動的に停止することを特徴とする。
【００４２】
また、第８発明の天秤式計測装置は、第５，第６又は第７発明の天秤式計測装置において、
前記バランスウエイトは、重量調整用ウエイトを搭載して全体の重量を調整可能な構成であることを特徴とする。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００４４】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る天秤式分量型抵抗計測装置を模型船舶に取り付けたときの状態を示す説明図、図２は前記天秤式分量型抵抗計測装置を拡大して示す構成図、図３は前記天秤式分量型抵抗計測装置の小天秤部分を更に拡大して示す構成図、図４は図３のＤ方向矢視図、図５は図３のＥ方向矢視図である。また、図６は前記天秤式分量型抵抗計測装置による抵抗計測の模式図である。
【００４５】
図１に示すように模型船舶に生じる抵抗力を計測する場合、水槽１０１の水１０２に計測対象物の模型船舶１０３を浮かべ、この模型船舶１０３に本実施の形態１の天秤式分量型抵抗計測装置１０４を取り付ける。図１〜図５に示すように天秤式分量型抵抗計測装置１０４は、フレーム（支持部材）１０５に支持された大天秤１０６、小天秤１０７、板バネ検力計１３８などを備えている。
【００４６】
大天秤１０６は立設された第１のシャフトとしてのシャフト１０８を有しており、このシャフト１０８は長手方向の中央部に設けられた水平な第１の回動軸としての回動軸１０９を介してフレーム１０５に回動自在に支持されている。即ち、シャフト１０８は回動軸１０９を中心にして矢印Ｆのように左右に回動自在となっている。なお、回動を円滑にするため回動軸１０９などの各回動軸には軸受が設けられている。模型船舶１０３の中央の曳航部１１０には曳航ロッド１１１の基端部が結合されており、この曳航ロッド１１１の先端部に治具１３９を介してシャフト１０８の下側の連結部が連結されている。なお、曳航部１１０と曳航ロッド１１１との連結部は水平な回動軸１１０ａ回りに回動自在となっており、シャフト１０８と曳航ロッド１１１との連結部も水平な回動軸１１２回りに回動自在となっている。一方、シャフト１０８の上側の連結部は小天秤１０７に連結されている。なお、シャフト１０８の回動軸１０９から上下の連結部（回動軸１１２，１２２）までの長さは同じになっている（図６参照）。
【００４７】
そして、小天秤１０７はＴ字状に形成され、第１のシャフトとしてのシャフト１１３、一対の摺動軸１１４、一対のボールネジ軸１１５、一対の電動モータ１１６、一対のバランスウエイト１１７などを有する構成となっている。シャフト１１３は立設され、且つ、長手方向の上端部に設けられた水平な第２の回動軸としての回動軸１１９を介してフレーム１０５に回動自在に支持されている。即ち、シャフト１１３は回動軸１１９を中心にして矢印Ｇのように左右に回動自在となっている。シャフト１１３の上端にはボルト１２０が突設され、このボルト１２０にシャフト１１３とのバランスをとるためのウエイト１４０が螺合されている。一方、シャフト１１３の下側の連結部は、連結金具１２１を介して大天秤１０６のシャフト１０８の上側の連結部に連結されている。連結金具１２１とシャフト１０８，１１３との連結部は、水平な回動軸１２２，１２３回りに回動自在となっている。
【００４８】
摺動軸１１４は回動軸１１９（シャフト１１３）の左右両側に延びて小天秤１０７の腕となり、且つ、バランスウエイト１１７の案内軸となっており、両端に固定板１２４が取り付けられている。これらの固定板１２４にはそれぞれ電動モータ１１６が固定されている。ボールネジ軸１１５は摺動軸１１４の下方に位置し、且つ、摺動軸１１４と平行にシャフト１１３の左右両側に延びており、電動モータ１１６の回転軸に接続されている。摺動軸１１４は端部がシャフト１１３と固定板１２４とに固定され、ボールネジ軸１１５は端部がシャフト１１３と固定板１２４とに回転自在に支持されている。
【００４９】
左右両側の摺動軸１１４には、それぞれバランスウエイト１１７が、直動ボールベアリング１２５を介して摺動自在に設けられている。また、各バランスウエイト１１７の下部にはボールネジナット１２６が設けられており、これらのボールネジナット１２６が左右両側のボールネジ軸１１５にそれぞれ螺合されている。従って、電動モータ１１６によりボールネジ軸１１５を正回転又は逆回転させると、ボールネジナット１２６とともにバランスウエイト１１７が、摺動軸１１４に案内されて左右に移動する。
【００５０】
また、このときのバランスウエイト１１７の移動距離は、距離計測手段としての回転パルス検出器１１８及び回転パルス計測器１２８によって計測されるようになっている。回転パルス検出器１１８は電動モータ１１６の回転軸に接続されており、電動モータ１１６（ボールネジ軸１１５）の回転数（回転角度）に応じた数のパルス信号を回転パルス計測器１２８へ出力する。回転パルス計測器１２８は配線コード１２７を介して回転パルス検出器１１８に電気的に接続されており、回転パルス検出器１１８から出力されたパルス信号の数をカウントして電動モータ１１６（ボールネジ軸１１５）の回転数（回転角度）を計算することにより、バランスウエイト１１７の移動距離を求める。電動モータ１１６（ボールネジ軸１１５）の回転数（回転角度）はバランスウエイト１１７の移動距離に比例している。
【００５１】
更に、回転パルス計測器１２８では、このバランスウエイト１１７の移動距離と、バランスウエイト１１７の重量とを乗算してモーメント量を求め、このモーメント量を配線コード１４３を介して電気的に接続された表示器１２９へ出力する。なお、このときに回転パルス計測器１２８では、更にモーメント量とシャフト１１３の長さとから模型船舶１０３の抵抗力を求め（図６参照：詳細後述）、この抵抗力を表示器１２９へ出力するようにしてもよい。表示器１２９では、回転パルス計測器１２８から出力されたモーメント量又は抵抗力を表示する。なお、距離計測手段としては、このような回転パルス検出器１１８や回転パルス計測器１２８に限定するものではなく、他の市販の距離計測装置を適宜取り付けて使用することができる。
【００５２】
電動モータ１１６は配線コード１３０を介してモータコントロールボックス１３１に電気的に接続され、更にモータコントロールボックス１３１は配線コード１３２を介してモータスイッチボックス１３３に電気的に接続されている。モータスイッチボックス１３３には電動モータ１１６を操作するためのスイッチが設けられており、この操作スイッチを計測員が操作することによってモータスイッチボックス１３３からモータコントロールボックス１３１へ動作指令信号が出力される。モータコントロールボックス１３１では、この動作指令信号に基づいて電動モータ１１６の動作（例えば電動モータの起動・停止、回転方向、回転速度など）をコントロールする。
【００５３】
力計測手段としての板バネ検力計１３８はフレーム１０５に上端部が支持された板バネ１３４と、この板バネ１３４に取り付けられた図示しない歪みゲージと、この歪みゲージに図示しない配線コードを介して電気的に接続された図示しない計測演算装置とを有しており、板バネ１３４の下端部が連結金具１３５を介して小天秤１０７のシャフト１１３の連結部に連結されている。連結金具１３５と板バネ１３４及びシャフト１１３との連結部は、水平な回動軸１３６，１３７回りに回動自在となっている。従って、小天秤１０７のシャフト１１３が回動軸１１９回りに回動すると、このシャフト１１３の回動量に応じて板バネ１３４が撓み、この板バネ１３４に取り付けられた歪みゲージが歪む。計測演算装置では、このときの歪みゲージの電気抵抗の変化からシャフト１１３の回動量に応じた力を求め、これをペンレコーダなどで記録して表示する。
【００５４】
ここで、かかる天秤式分量型抵抗計測装置１０４による模型船舶１０３の抵抗計測について、図６の模式図も参照して説明する。
【００５５】
図１及び図６に示すように、まず、陸上を走行する図示しない牽引車で図中右方向に天秤式分量型抵抗計測装置１０４のフレーム１０５を牽引することにより、同方向に模型船舶１０３を曳航する。その結果、このときの曳航力（Ｆｘ）に抗して模型船舶１０３には、水１０２から受ける抵抗により曳航方向と反対方向の抵抗力（Ｘ）が生じる。
【００５６】
このときに本天秤式分量型抵抗計測装置１０４では大天秤１０６のシャフト１０８が回動軸１０９を中心として右回りに回動し、これにともなって小天秤１０７のシャフト１１３及び摺動軸１１４も回動軸１１９を中心にして左回りに回動する。従って、計測員は小天秤１０７が元の状態、即ち、小天秤１０７のシャフト１１３が元の直立した状態となり、摺動軸１１４が元の水平な状態となるようにモータスイッチボックス１３３の操作スイッチで右側の電動モータ１１６を遠隔操作して、右側のバランスウエイト１１７を右方向に移動させる。勿論、このとき大天秤１０６のシャフト１０８も元の直立した状態となる。
【００５７】
図６ではバランスウエイト１１７が、初期位置にあるときの状態を実線で図示し、右方向に移動したときの状態を一点鎖線で図示している。左右両側のバランスウエイト１１７が実線で図示するように初期位置にあるときには、外力が作用しなければ左右両側のモーメント量がバランスして小天秤１０７のシャフト１１３は直立した状態となり、摺動軸１１４は水平な状態となる。一方、外力（抵抗力）が作用すると、大天秤１０６のシャフト１０８が回動軸１０９回りに回動して傾き、これにともなって小天秤１０７のシャフト１１３及び摺動軸１１４は回動軸１１９回り回動して傾く。そこで、計測員は上記のようにモータスイッチボックス１３３の操作スイッチで右側の電動モータ１１６を遠隔操作して右側のバランスウエイト１１７を右方向に適宜移動させることにより、小天秤１０７のシャフト１１３及び摺動軸１１４を反対側に回動させてシャフト１１３を元の直立した状態に近づけ、摺動軸１１４を元の水平な状態に近づける。
【００５８】
その後、計測員は小天秤１０７が元の状態に戻ったことを確認した時点でモータスイッチボックス１３３の操作スイッチを操作することにより（例えば押しつづけていた操作スイッチから手を離すことにより）、電動モータ１１６を停止してバランスウエイト１１７の移動を停止する。この間、回転パルス検出器１１８では電動モータ１１６（ボールネジ軸１１５）の回転に応じてパルス信号を出力し、回転パルス計測器１２８では回転パルス検出器１１８から出力されたパルス信号をカウントしてバランスウエイト１１７の移動距離ｙを求める。
【００５９】
回転パルス計測器１２８では、このバランスウエイト１１７の移動距離ｙとバランスウエイト１１７の重量Ｗとを乗算することによりモーメント量Ｗ・ｙを求めて表示器１２９へ出力し、表示器１２９では、この回転パルス計測器１２８から出力されたモーメント量Ｗ・ｙを表示する。従って、計測員は小天秤１０７が元の状態に戻ったのを確認してバランスウエイト１１７の移動を停止したとき、表示器１２９の表示をみることにより、模型船舶１０３の抵抗力（Ｘ）に応じたモーメント量Ｗ・ｙを知ることができる。
【００６０】
或いは、回転パルス計測器１２８では更に下記に示す抵抗力（Ｘ）と曳航力（Ｆｘ）の釣合いの式から、曳航力（Ｆｘ）（＝抵抗力（Ｘ））を求めて表示器１２９へ出力し、表示器１２９ではこの回転パルス計測器１２８から出力された曳航力（Ｆｘ）（＝抵抗力（Ｘ））を表示するようにしてもよい。なお、下式においてＬは小天秤１０７のシャフト１１３の回動軸１１９から大天秤１０６のシャフト１０８（連結金具１２１）との連結部（回動軸１２３）までの長さである。この場合、計測員は小天秤１０７が元の状態に戻ったのを確認してバランスウエイト１１７の移動を停止したとき、表示器１２９の表示をみることにより、模型船舶１０３の抵抗力（Ｘ）を知ることができる。
【００６１】
Ｘ＝Ｆｘ
Ｆｘ・Ｌ＝Ｗ・ｙ
∴  Ｆｘ＝Ｗ・ｙ／Ｌ
【００６２】
なお、小天秤１０７が元の状態に戻ったか否かは、計測員が小天秤１０７のシャフト１１３や摺動軸１１４の姿勢を直接みて確認してもよいが、板バネ検力計１３８の計測値（ペンレコーダの表示など）をみることによってより確実に確認するこができる。板バネ検力計１３８の計測値が元の値（ゼロ）になっていれば（例えばペンレコーダのペンが中央位置にあれば）、小天秤１０７のシャフト１１３は直立した状態となり、摺動軸１１４は水平な状態となっている。
【００６３】
但し、実際にはバランスウエイト１１７の位置（移動距離）を調整するだけで完全にバランスさせて小天秤１０７を完全に元の状態に戻すことは難しいため、計測員は板バネ検力計１３８の計測値がある程度小さく（所定値よりも小さく）なった時点で小天秤１０７がほぼ元の状態に戻ったと判断して、バランスウエイト１１７の移動を停止する。従って、この場合には板バネ検力計１３８によって計測されるシャフト１１３の回動量に応じた力（アンバランス力）と、バランスウエイト１１７の移動距離及びバランスウエイト１１７の重量に基づいて求められる力との和が模型船舶３の抵抗力（Ｘ）となる。
【００６４】
また、バランスウエイト１１７の移動を停止させる際、計測員がモータスイッチボックス１３３の操作スイッチを手動操作して停止させるのではなく、板バネ検力計１３８で計測される力が所定値以下となったときに例えばモータコントロールボックス１３１などにおいて自動的に停止するようにしてもよい。
【００６５】
以上のように、本実施の形態１の天秤式分量型抵抗計測装置１０４によれば、立設されて長手方向の上端部が水平な回動軸１１９回り回動自在に支持され且つ下側の連結部が大天秤１０６のシャフト１０８の上側の連結部に連結されシャフト１０８の回動にともなって回動軸１１９回りに回動するシャフト１１３と、回動軸１１９の左右両側に延びてシャフト１１３とともに回動軸１１９回りに回動する一対の摺動軸１１４と、これらの摺動軸１１４に案内されて左右に移動可能な一対のバランスウエイト１１７と、これらのバランスウエイト１１７を摺動軸１１４に沿って移動させる電動モータ１１６などのバランウエイト移動手段とを有してなる小天秤１０７と、電動モータ１１６を操作するモータスイッチボックス１３３などの操作手段と、バランスウエイト１１７の移動距離を計測する回転パルス検出器１１８及び回転パルス計測器１２８とを備えた構成であるため、次のような効果が得られる。
【００６６】
即ち、計測員は従来のように手作業でバランスウエイトをウエイト乗せに乗せたり、ウエイト乗せから降ろしたりする必要はなく、モータスイッチボックス１３３の操作スイッチにより遠隔操作で電動モータ１１６を操作してボールネジ軸１１５を回転させることにより、バランスウエイト１１７を摺動軸１１４に沿って移動させるだけで模型船舶１０３の抵抗力（Ｘ）を計測することができるため、容易に短時間で計測作業を行うことができる。従って、計測員の負担が軽減され、安全性も向上する。
【００６７】
また、本実施の形態１の天秤式分量型抵抗計測装置１０４によれば、バランスウエイト移動手段は、バランスウエイト１１７に設けたボールネジナット１２６と、このボールネジナット１２６が螺合されたボールネジ軸１１５と、このボールネジ軸１１５を回転させる電動モータ１１６とを有してなる構成であるため、簡易な構成で確実にバランスウエイト１１７を摺動軸１１４に沿って移動させることができる。
【００６８】
また、板バネ検力計１３８で計測される力が所定値以下となったときに電動モータ１１６などのバランスウエイト移動手段によるバランスウエイト１１７の移動を自動的に停止するようにした場合には、より確実且つ容易に模型船舶１０３の抵抗力（Ｘ）を計測することができる。
【００６９】
＜実施の形態２＞
図７は本発明の実施の形態２に係る天秤式分量型抵抗計測装置の小天秤部分の構成図、図８は図７のＨ方向矢視図である。なお、本実施の形態２は小天秤のバランスウエイト部の構成に工夫を施したものであり、小天秤の他部分の構成や装置全体の構成については上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する（図１〜図６参照）。
【００７０】
図７及び図８に示すように本実施の形態２のバランスウエイト１１７は、重量調整用ウエイト１４２を搭載して全体の重量を調整可能な構成となっている。詳述すると、バランスウエイト１１７は上部に箱状の中空部１１７ａが形成され、この中空部１１７ａ内に立設されたボルト１４１に適宜の数の重量調整用ウエイト１４２を螺合して搭載することにより、全体の重量を調整することができる構成となっている。
【００７１】
以上のように本実施の形態２の天秤式分量型抵抗計測装置によれば、バランスウエイト１１７を、重量調整用ウエイト１４２を搭載して全体の重量を調整可能な構成としたため、重量調整用ウエイト１４２による重量の調整によってバランスウエイト１１７の移動距離に応じたモーメント量を調整することにより、模型船舶の抵抗力の計測範囲を広くすることができる。
【００７２】
＜実施の形態３＞
図９は本実施の形態３に係る天秤式分量型抵抗計測装置の小天秤部分の構成図、図１０は図９のＩ方向矢視図、図１１は図９のＪ方向矢視図である。なお、本実施の形態３の天秤式分量型抵抗計測装置は小天秤の構成に工夫を施したものであり、他の部分の構成（大天秤、板バネ検力計など）については上記実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する（図１〜図６参照）。
【００７３】
図９〜図１１に示すように本実施の形態３の小天秤１５１はＴ字状に形成され、第２のシャフトとしてのシャフト１５２、腕（シャフト）１５３、マグネスケール軸１６４、ボールネジ軸１５４、電動モータ１５５、バランスウエイト１５６、初期位置設定用ウエイト１５７などを有する構成となっている。シャフト１５１は立設され、且つ、長手方向の上端部に設けられた水平な第２の回動軸としての回動軸１５８を介して図示しないフレーム（支持部材：図２などのフレーム１０５参照）に回動自在に支持されている。即ち、シャフト１５２は回動軸１５８を中心にして矢印Ｋのように左右に回動自在となっている。シャフト１５２の上端にはボルト１５９が突設され、このボルト１５９にシャフト１５２とのバランスをとるためのウエイト１６０が螺合している。一方、シャフト１５２の下側の連結部は、図示しない連結金具を介して図示しない大天秤の第１のシャフトの上側の連結部に連結されている（図２などの連結金具１２１、大天秤１０６、シャフト１０８参照）。連結金具とシャフト１５２との連結部は、水平な回動軸１６１回り回動自在となっている。
【００７４】
ボールネジ軸１５４は、腕１５３の背面側（正面側でもよい）に腕１５３と平行に同腕１５３の一端側から他端側にわたって配設され、且つ、両端部が同腕１５３に固定板１６２を介して結合されている。なお、ボールネジ軸１５４の端部は固定板１５３に回動自在に支持さている。固定板１６２には電動モータ１５５が固定されており、この電動モータ１５５の回転軸にボールネジ軸１５４の一端が接続されている。
【００７５】
バランスウエイト１５６にはボールネジナット１６３が設けられており、このボールネジナット１６３がボールネジ軸１５４に螺合されている。従って、電動モータ１５５によりボールネジ軸１５４を正回転又は逆回転させると、ボールネジナット１６３とともにバランスウエイト１５６が、マグネスケール軸１６４に沿って左右に移動する。
【００７６】
また、腕１５３の両端部に形成されたナイフエッジ部１７４にはフック掛け１７５が取り付けられており、このフック掛け１７５にはウエイト乗せ１７６のフック１７７が掛けられている。そして、図示のようにバランスウエイト１５６がマグネスケール軸１６４（ボールネジ軸１５４）の一端側の初期位置にあるとき、バランスウエイト１５６と反対側のウエイト乗せ１７６に適宜の数（重量）の初期位置設定用ウエイト１５７を乗せてバランスウエイト１５６と初期位置設定用ウエイト１５７とをバランスさせることにより、小天秤１５１のシャフト１５２が直立した状態となるようにしている。
【００７７】
また、バランスウエイト１５６の移動距離は、距離計測手段としてのマグネスケール検出部（磁気検出ヘッド）１６６、マグネスケール軸１６４及び計測演算装置１６５によって計測されるようになっている。マグネスケール軸１６４は両端が固定板１６２に固定されてボールネジ軸１６４と平行に配設され、バランスウエイト１５６の案内軸ともなっている。一方、バランスウエイト１５６の端部にはマグネスケール検出部１６６が設けられている。マグネスケール検出部１６６は配線コード１６７を介して計測演算装置１６５に電気的に接続され、バランスウエイト１５６とともにマグネスケール軸１６４に沿って移動することによりバランスウエイト１５６の移動距離に応じた電気信号（磁気検出信号）を計測演算装置１６５へ出力する。
【００７８】
計測演算装置１６５は配線コード１６８を介して表示器１６９に電気的に接続されており、マグネスケール検出部１６６から出力された電気信号に基づいてバランスウエイト１５６の移動距離を求め、更にこの移動距離とバランスウエイト１５６の重量とを乗算してモーメント量を求めて表示器１６９へ出力する。なお、このときに計測演算装置１５６では、更にモーメント量とシャフト１５２の長さとから模型船舶の抵抗力を求め（図６参照）、この抵抗力を表示器１６９へ出力するようにしてもよい。表示器１２９では、計測演算装置１６５から出力されたモーメント量又は抵抗力を表示する。なお、距離計測手段としては、このようなマグネスケール式のものに限定するものではなく、他の市販の距離計測装置を適宜取り付けて使用することができる。
【００７９】
電動モータ１５５は配線コード１７０を介してモータコントロールボックス１７１に電気的に接続され、更にモータコントロールボックス１７１は配線コード１７２を介してモータスイッチボックス１７３に電気的に接続されている。モータスイッチボックス１７３には電動モータ１５５を操作するためのスイッチが設けられており、この操作スイッチを計測員が操作することによってモータスイッチボックス１７３からモータコントロールボックス１７１へ動作指令信号が出力される。モータコントロールボックス１７１では、この動作指令信号に基づいて電動モータ１５５の動作（例えば電動モータの起動・停止、回転方向、回転速度など）をコントロールする。
【００８０】
かかる天秤式分量型抵抗計測装置では、次のようにして模型船舶の抵抗力を計測する。
【００８１】
上記実施の形態１の場合と同様に牽引車で本天秤式分量型抵抗計測装置のフレームを図１１中の右方向に牽引して水槽の水に浮かぶ模型船舶を曳航すると、このときの曳航力に抗して模型船舶には前記水から受ける抵抗により曳航方向と反対方向の抵抗力が生じる。
【００８２】
このため、本天秤式分量型抵抗計測装置では大天秤の第１のシャフトが第１の回動軸を中心として右回りに回動する。その結果、小天秤１５１のシャフト１５２及びボールネジ軸１５４も回動軸１５８を中心にして左回りに回動する。従って、計測員は、小天秤１５１が元の状態、即ち、小天秤１５１のシャフト１５２が元の直立した状態となり、ボールネジ軸１５４が元の水平な状態となるようにモータスイッチボックス１３３の操作スイッチで電動モータ１５５を遠隔操作して、バランスウエイト１５６を右方向に移動させる。勿論、このとき大天秤の第１のシャフトも元の直立した状態となる。
【００８３】
図１１ではバランスウエイト１５６が、初期位置にあるときの状態を実線で図示し、右方向に移動したときの状態を一点鎖線で図示している。バランスウエイト１５６が初期位置にあるときには、外力が作用しなければバランスウエイト１５６と初期位置設定用ウエイト１５７とがバランスして小天秤１５１のシャフト１５２は直立した状態となり、ボールネジ軸１５４は水平な状態となる。一方、外力（抵抗力）が作用すると小天秤１５１のシャフト１５２及びマグネスケール軸１６４（ボールネジ軸１５４）は回動軸１５８回り回動して傾く。
【００８４】
そこで、計測員は上記のようにモータスイッチボックス１７３の操作スイッチで電動モータ１５５を遠隔操作してバランスウエイト１５６を右方向に適宜移動させることにより、小天秤１５１のシャフト１５２及びマグネスケール軸１６４（ボールネジ軸１５４）を反対側に回動させてシャフト１５２を元の直立した状態に近づけ、摺動軸１５４を元の水平な状態に近づける。その後、計測員は小天秤１５１が元の状態に戻ったことを確認した時点でモータスイッチボックス１７３の操作スイッチを操作することにより（例えば押しつづけていたスイッチから手を離すことにより）、電動モータ１５５を停止してバランスウエイト１５６の移動を停止する。この間、マグネスケール検出部１６６ではバランスウエイト１５６の移動距離に応じた電気信号を出力し、計測演算装置１６５ではマグネスケール検出部１６６から出力される電気信号に基づいてバランスウエイト１５６の移動距離を求める。
【００８５】
計測演算装置１６５では、このバランスウエイト１５６の移動距離とバランスウエイト１５６の重量とを乗算することによりモーメント量を求めて表示器１６９へ出力し、表示器１６９では、この計測演算装置１６５から出力されたモーメント量を表示する。従って、計測員は小天秤１５１が元の状態に戻ったのを確認してバランスウエイト１５６の移動を停止したとき、表示器１６９の表示をみることにより、模型船舶の抵抗力に応じたモーメント量を知ることができる。
【００８６】
或いは、計測演算装置１６５では、上記実施の形態１で示した抵抗力と曳航力の釣合いの式から、曳航力（＝抵抗力）を求めて表示器１６９へ出力し、表示器１６９では、この計測演算装置１６５から出力された曳航力（＝抵抗力）を表示するようにしてもよい。この場合、計測員は小天秤１５１が元の状態に戻ったのを確認してバランスウエイト１５６の移動を停止したとき、表示器１６９の表示をみることにより、模型船舶の抵抗力を知ることができる。
【００８７】
なお、小天秤１５１が元の状態に戻ったか否かは、計測員が小天秤１５１のシャフト１５２やマグネスケール軸１６４（ボールネジ軸１５４）の姿勢を直接みて確認してもよいが、図示しない板バネ検力計（図２などの板バネ検力計１３８参照）の計測値をみることによってより確実に確認するこができる。板バネ検力計の計測値が元の値（ゼロ）になっていれば（例えばペンレコーダのペンが中央位置にあれば）、小天秤１５１のシャフト１５２は直立した状態となり、マグネスケール軸１６４（ボールネジ軸１５４）は水平な状態となっている。
【００８８】
但し、実際にはバランスウエイト１５６の位置（移動距離）を調整するだけで完全にバランスさせて小天秤１５１を完全に元の状態に戻すことは難しいため、計測員は板バネ検力計の計測値がある程度小さく（所定値よりも小さく）なった時点で小天秤１５１がほぼ元の状態に戻ったと判断して、バランスウエイト１５６の移動を停止する。従って、この場合には、このときの板バネ検力計によって計測されるシャフト１５２の回動量に応じた力（アンバランス力）と、バランスウエイト１５６の移動距離及びバランスウエイト１５６の重量に基づいて求められる力との和が模型船舶の抵抗力となる。
【００８９】
また、バランスウエイト１５６の移動を停止させる際、計測員がモータスイッチボックス１７３の操作スイッチを手動操作して停止するのではなく、板バネ検力計で計測される力が所定値以下となったときに例えばモータコントロールボックス１７１などにおいて自動的に停止するようにしてもよい。
【００９０】
また、本実施の形態３においても、図示は省略するが（図７，図８参照）、上記実施の形態２と同様にバランスウエイト１５６を、重量調整用ウエイトを搭載して全体の重量を調整可能な構成としてもよい。
【００９１】
以上のように、本実施の形態３の天秤式分量型抵抗計測装置によれば、立設されて水平な回動軸１５８回り回動自在に支持され且つ下側の連結部が大天秤の第１のシャフトの上側の連結部に連結され前記第１のシャフトの回動にともなって回動軸１５８回りに回動するシャフト１５２と、回動軸１５８の左右両側に延びてシャフト１５２とともに回動軸１５８回りに回動する腕１５３と、この腕１５３の背面側（又は正面側）に同腕１５３に平行に配設した案内軸としてのマグネスケール軸１６４と、このマグネスケール軸１６４に案内されて左右に移動可能なバランスウエイト１５６と、このバランスウエイト１５６をマグネスケール軸１６４に沿って移動させる電動モータ１５５などのバランウエイト移動手段と、バランスウエイト１５６がマグネスケール軸１６４の一端側の初期位置にあるときにシャフト１５２が直立した状態となるようにバランスウエイト１５６と反対側に設けた初期位置設定用ウエイト１５７とを有してなる小天秤１５１と、電動モータ１５５を操作するモータスイッチボックス１７３などの操作手段と、バランスウエイト１５６の移動距離を計測する距離計測手段としてのマグネスケール軸１６４、マグネスケール検出部１６６及び計測演算装置１６５とを備えた構成であるため、次のような効果が得られる。
【００９２】
即ち、計測員は従来のように手作業でバランスウエイトをウエイト乗せに乗せたり、ウエイト乗せから降ろしたりする必要はなく、モータスイッチボックス１７３の操作スイッチにより遠隔操作で電動モータ１５５を操作してボールネジ軸１５４を回転させることにより、バランスウエイト１５６をマグネスケール軸１６４に沿って移動させるだけで模型船舶の抵抗力を計測することができるため、容易に短時間で計測作業を行うことができる。従って、計測員の負担が軽減され、安全性も向上する。しかも、バランスウエイト１５６の移動可能距離を長くして計測範囲を広くすることができる。或いは、計測範囲を狭くすることなく、腕１５３（ボールネジ軸１６４）の長さを短くすることができるため、小天秤１５１の小型化を図って配置スペースを小さくすることができる。
【００９３】
また、本実施の形態３の天秤式分量型抵抗計測装置によれば、バランスウエイト移動手段は、バランスウエイト１５６に設けたボールネジナット１６３と、このボールネジナット１６３が螺合されたボールネジ軸１５４と、ボールネジ軸１５４を回転させる電動モータ１５５とを有してなる構成であるため、簡易な構成で確実にバランスウエイト１５６をマグネスケール軸１６４に沿って移動させることができる。
【００９４】
また、板バネ検力計で計測される力が所定値以下となったときに電動モータ１５５などのバランスウエイト移動手段によるバランスウエイト１５６の移動を自動的に停止するようにした場合には、より確実且つ容易に模型船舶の抵抗力を計測することができる。
【００９５】
また、バランスウエイト１５６を、重量調整用ウエイトを搭載して全体の重量を調整可能な構成とした場合には、重量調整用ウエイトによる重量の調整によってバランスウエイト１５６の移動距離に応じたモーメント量を調整することにより、模型船舶の抵抗力の計測範囲を広くすることができる。
【００９６】
＜実施の形態４＞
図１２は本発明の実施の形態４に係る天秤式のプロペラ単独試験計測装置の構成図、図１３は図１２のＭ方向矢視図である。また、図１４はプロペラ駆動機構部の構成図である。
【００９７】
図１２及び図１３に示すように水槽２０１の水２０２には電動モータなどを有してなるプロペラ駆動機構部２０３（詳細後述）を浮かべ、このプロペラ駆動機構部２０３の上部に天秤式のプロペラ単独試験計測装置２０４を取り付けている。計測対象物の模型プロペラ２０５は回転軸２０６を介してプロペラ駆動機構部２０３に接続され、水２０２中に位置している。回転軸２０６はフレーム（支持部材）２０７に支持された軸受２０８に回転自在に支持され、後述するプロペラ駆動機構部２０３の電動モータなどに連結されている。なお、軸受２０８は回転軸２０６のスラスト方向（軸方向）の移動は規制しないスラスト逃がし構造となっている。
【００９８】
プロペラ単独試験計測装置２０４は天秤式のスラスト計測装置２０４Ａと、トルク計測装置２０４Ｂとから構成されており、これらの計測装置２０４Ａ，２０４Ｂは何れも上記実施の形態１の天秤式分量型抵抗計測装置１０４と同様の構成となっている（図１〜図６参照）。
【００９９】
詳述すると、図１２に示すようにスラスト計測装置２０４Ａは、フレーム２０７に支持された大天秤２０９、小天秤２１０、板バネ検力計２１１などを備えている。大天秤２０９は立設された第１のシャフトとしてのシャフト２１２を有しており、このシャフト２１２は長手方向の中央部に設けられた水平な第１の回動軸としての回動軸２１３を介してフレーム２０７に回動自在に支持されている。即ち、シャフト２１２は回動軸２１３を中心にして左右に回動自在となっている。なお、回動を円滑にするため回動軸２１３などの各回動軸には軸受が設けられている。シャフト２１２の下側の連結部は回転軸２０６を介して模型プロペラ２０５に連結され（図１４参照：詳細後述）、シャフト２１２の上側の連結部は小天秤２１０に連結されている。シャフト２１２の回動軸２１３から上下の連結部までの長さは同じになっている。
【０１００】
そして、小天秤２１０はＴ字状に形成され、第２のシャフトとしてのシャフト２１４、一対の摺動軸２１５、ボールネジ軸２１６、電動モータ２１７、一対のバランスウエイト２１８などを有する構成となっている。シャフト２１４は立設され、且つ、長手方向の上端部に設けられた水平な第２の回動軸としての回動軸２１９を介してフレーム２０７に回動自在に支持されている。即ち、シャフト２１４は回動軸２１９を中心にして左右に回動自在となっている。シャフト２１４の上端にはボルト２２０が突設され、このボルト２２０にシャフト２１４とのバランスをとるためのウエイト２２１が螺合されている。シャフト２１４の下側の連結部は、連結金具２２２を介して大天秤２０９のシャフト２１２の上側の連結部に連結されている。連結金具２２２とシャフト２１２，２１４との連結部は、水平な回動軸２２３，２２４回りに回動自在となっている。
【０１０１】
摺動軸２１５は回動軸２１９の左右両側に延びて小天秤２１０の腕となり、且つ、バランスウエイト２１８の案内軸となっており、両端に固定板２２５が取り付けられている。これらの固定板２２５にはそれぞれ電動モータ２１７が固定されている。ボールネジ軸２１６は摺動軸２１５の下方に位置し、且つ、摺動軸２１５と平行にシャフト２１４の左右両側に延びており、電動モータ２１７の回転軸に接続されている。摺動軸２１５は端部がシャフト２１４と固定板２２５とに固定され、ボールネジ軸２１６は端部がシャフト２１４と固定板２２５とに回転自在に支持されている。
【０１０２】
左右両側の摺動軸２１５には、それぞれバランスウエイト２１８が、図示しない直動ボールベアリング（図３の直動ボールベアリング１２５参照）を介して摺動自在に設けられている。また、各バランスウエイト２１８の下部には図示しないボールネジナット（図３のボールネジナット１２６参照）が設けられており、これらのボールネジナットが左右両側のボールネジ軸２１６にそれぞれ螺合されている。従って、電動モータ２１７によりボールネジ軸２１６を正回転又は逆回転させると、ボールネジナットとともにバランスウエイト２１８が摺動軸２１５に案内されて左右に移動する。
【０１０３】
また、このときのバランスウエイト２１８の移動距離は、距離計測手段としての回転パルス検出器２３０及び図示しない回転パルス計測器（図３の回転パルス計測器１２８参照）によって計測されるようになっている。回転パルス検出器２３０は電動モータ２１７の回転軸に接続されており、電動モータ２１７（ボールネジ軸２１６）の回転数（回転角度）に応じた数のパルス信号を回転パルス計測器へ出力する。回転パルス計測器は図示しない配線コードを介して回転パルス検出器２３０に電気的に接続されており、回転パルス検出器２３０から出力されたパルス信号の数をカウントして電動モータ２１７（ボールネジ軸２１６）の回転数（回転角度）を計算することにより、バランスウエイト２１８の移動距離を求める。電動モータ２１７（ボールネジ軸２１６）の回転数（回転角度）はバランスウエイト２１８の移動距離に比例している。
【０１０４】
更に、回転パルス計測器ではこのバランスウエイト２１８の移動距離と、バランスウエイト２１８の重量とに基づき、模型プロペラ２０５に生じたスラスト力を求めて図示しない表示器（図３の表示器１２９参照）へ出力し、表示器ではこの回転パルス計測器から出力されたスラスト力を表示する。なお、距離計測手段としては、上記のような回転パルス検出器２３０や回転パルス計測器に限定するものではなく、他の市販の距離計測装置を適宜取り付けて使用することができる。
【０１０５】
電動モータ２１７は図示しない配線コードを介して図示しないモータコントロールボックス（図３のモータコントロールボックス１３１参照）に電気的に接続され、更にモータコントロールボックスは図示しない配線コードを介して図示しないモータスイッチボックス（図３のモータスイッチボックス１３３参照）に電気的に接続されている。モータスイッチボックスには電動モータ２１７を操作するためのスイッチが設けられており、この操作スイッチを計測員が操作することによってモータスイッチボックスからモータコントロールボックスへ動作指令信号が出力される。モータコントロールボックスでは、この動作指令信号に基づいて電動モータ２１７の動作（例えば電動モータの起動・停止、回転方向、回転速度など）をコントロールする。
【０１０６】
力計測手段としての板バネ検力計２１１はフレーム２０７に上端部が支持された板バネ２２６と、この板バネ２２６に取り付けられた図示しない歪みゲージと、この歪みゲージに図示しない配線コードを介して電気的に接続された図示しない計測演算装置とを有しており、板バネ２２６の下端部が連結金具２２７を介して小天秤２１０のシャフト２１４の連結部に連結されている。連結金具２２７と板バネ２２６及びシャフト２１４との連結部は、水平な回動軸２２８，２２９回りに回動自在となっている。従って、小天秤２１０のシャフト２１４が回動軸２１９回りに回動すると、このシャフト２１４の回動量に応じて板バネ２２６が撓み、この板バネ２２６に取り付けられた歪みゲージが歪む。計測演算装置では、このときの歪みゲージの電気抵抗の変化からシャフト２１４の回動量に応じた力を求め、これをペンレコーダなどで記録して表示する。
【０１０７】
また、図１３に示すようにトルク計測装置２０４Ｂも、スラスト計測装置２０４Ａと同様にフレーム２０７に支持された大天秤２４１、小天秤２４２、板バネ検力計２４３などを備えている。大天秤２４１は立設された第１のシャフトとしてのシャフト２４４を有しており、このシャフト２４４は長手方向の中央部に設けられた水平な第１の回動軸としての回動軸２４５を介してフレーム２０７に回動自在に支持されている。即ち、シャフト２４４は回動軸２４５を中心にして左右に回動自在となっている。なお、回動を円滑にするため回動軸２４５などの各回動軸には軸受が設けられている。シャフト２４４の下側の連結部は回転軸２０６を介して模型プロペラ２０５に連結され（図１４参照：詳細後述）、シャフト２４４の上側の連結部は小天秤２４２に連結されている。シャフト２４４の回動軸２４５から上下の連結部までの長さは同じになっている。
【０１０８】
そして、小天秤２４２はＴ字状に形成され、第２のシャフトとしてのシャフト２４６、一対の摺動軸２４７、ボールネジ軸２４８、電動モータ２４９、一対のバランスウエイト２５０などを有する構成となっている。シャフト２４６は立設され、且つ、長手方向の上端部に設けられた水平な第２の回動軸としての回動軸２５１を介してフレーム２０７に回動自在に支持されている。即ち、シャフト２４６は回動軸２５１を中心にして左右に回動自在となっている。シャフト２４６の上端にはボルト２５２が突設され、このボルト２５２にシャフト２４６とのバランスをとるためのウエイト２５３が螺合されている。シャフト２４６の下側の連結部は、連結金具２５４を介して大天秤２４１のシャフト２４４の上側の連結部に連結されている。連結金具２５４とシャフト２４４，２４６との連結部は、水平な回動軸２５５，２５６回りに回動自在となっている。
【０１０９】
摺動軸２４７は回動軸２５１の左右両側に延びて小天秤２４２の腕となり、且つ、バランスウエイト２５０の案内軸となっており、両端に固定板２５７が取り付けられている。これらの固定板２５７にはそれぞれ電動モータ２４９が固定されている。ボールネジ軸２４８は摺動軸２４７の下方に位置し、且つ、摺動軸２４７と平行にシャフト２４６の左右両側に延びており、電動モータ２４９の回転軸に接続されている。摺動軸２４７は端部がシャフト２４６と固定板２５７とに固定され、ボールネジ軸２４８は端部がシャフト２４６と固定板２５７とに回転自在に支持されている。
【０１１０】
左右両側の摺動軸２４７には、それぞれバランスウエイト２５０が、図示しない直動ボールベアリング（図３の直動ボールベアリング１２５参照）を介して摺動自在に設けられている。また、各バランスウエイト２５０の下部には図示しないボールネジナット（図３のボールネジナット１２６参照）が設けられており、これらのボールネジナットが左右両側のボールネジ軸２４８にそれぞれ螺合されている。従って、電動モータ２４９によりボールネジ軸２４８を正回転又は逆回転させると、ボールネジナットとともにバランスウエイト２５０が摺動軸２４７に案内されて左右に移動する。
【０１１１】
また、このときのバランスウエイト２５０の移動距離は、距離計測手段としての回転パルス検出器２６２及び図示しない回転パルス計測器（図３の回転パルス計測器１２８参照）によって計測されるようになっている。回転パルス検出器２６２は電動モータ２４９の回転軸に接続されており、電動モータ２４９（ボールネジ軸２４８）の回転数（回転角度）に応じた数のパルス信号を回転パルス計測器へ出力する。回転パルス計測器は図示しない配線コードを介して回転パルス検出器２６２に電気的に接続されており、回転パルス検出器２６２から出力されたパルス信号の数をカウントして電動モータ２４９（ボールネジ軸２４８）の回転数（回転角度）を計算することにより、バランスウエイト２５０の移動距離を求める。電動モータ２４９（ボールネジ軸２４８）の回転数（回転角度）はバランスウエイト２５０の移動距離に比例している。
【０１１２】
更に、回転パルス計測器ではこのバランスウエイト２５０の移動距離と、バランスウエイト２５０の重量とに基づき、模型プロペラ２０５に生じるトルクを求めて図示しない表示器（図３の表示器１２９参照）へ出力し、表示器ではこの回転パルス計測器から出力されたトルクを表示する。なお、距離計測手段としては、上記のような回転パルス検出器２６２や回転パルス計測器に限定するものではなく、他の市販の距離計測装置を適宜取り付けて使用することができる。
【０１１３】
電動モータ２４９は図示しない配線コードを介して図示しないモータコントロールボックス（図３のモータコントロールボックス１３１参照）に電気的に接続され、更にモータコントロールボックスは図示しない配線コードを介して図示しないモータスイッチボックス（図３のモータスイッチボックス１３３参照）に電気的に接続されている。モータスイッチボックスには電動モータ２４９を操作するためのスイッチが設けられており、この操作スイッチを計測員が操作することによってモータスイッチボックスからモータコントロールボックスへ動作指令信号が出力される。モータコントロールボックスでは、この動作指令信号に基づいて電動モータ２４９の動作（例えば電動モータの起動・停止、回転方向、回転速度など）をコントロールする。
【０１１４】
力計測手段としての板バネ検力計２４３はフレーム２０７に上端部が支持された板バネ２５８と、この板バネ２５８に取り付けられた図示しない歪みゲージと、この歪みゲージに図示しない配線コードを介して電気的に接続された図示しない計測演算装置とを有しており、板バネ２５８の下端部が連結金具２５９を介して小天秤２４２のシャフト２４６の連結部に連結されている。連結金具２５９と板バネ２５８及びシャフト２４６との連結部は、水平な回動軸２６０，２６１回りに回動自在となっている。従って、小天秤２４２のシャフト２４６が回動軸２５１回りに回動すると、このシャフト２４６の回動量に応じて板バネ２５８が撓み、この板バネ２５８に取り付けられた歪みゲージが歪む。計測演算装置では、このときの歪みゲージの電気抵抗の変化からシャフト２４６の回動量に応じた力を求め、これをペンレコーダなどで記録して表示する。
【０１１５】
図１４に示すようにプロペラ駆動機構部２０３は、連結部２７１、スラスト逃がし構造の軸受２７２、かさ歯車２７３〜２７７及び電動モータ２７８などを備えた構成となっている。模型プロペラ２０５の回転軸２０６は、連結部２７１及び軸受２７２を介してかさ歯車２７３に結合されている。連結部２７１は回転軸２０６に固定され、回転軸２０６とともにスラスト方向（軸方向）に移動する。軸受２７２はラジアル方向には回転軸２０６を回転自在に支持し、スラスト方向には回転軸２０６の移動を規制しないスラスト逃がし構造となっている。
【０１１６】
また、かさ歯車２７３とかさ歯車２７５は対向し、何れもかさ歯車２７４と噛合している。更に、かさ歯車２７５は回転軸２７９を介してかさ歯車２７６に結合され、かさ歯車２７６はかさ歯車２７７と噛合し、かさ歯車２２７は電動モータ２７８の回転軸２８０に結合されている。従って、電動モータ２７８が作動すると、かさ歯車２７３〜２７７を介して模型プロペラ２０５が回転駆動される。
【０１１７】
連結部２７１にはスラスト計測装置２０４Ａに備えた大天秤２０９のシャフト２１２の下端部（回転軸２８１）が回動自在に連結されている。また、かさ歯車２７４はトルク計測装置２０４Ｂに備えた大天秤２４１のシャフト２４４の下端部に図示しない軸受を介して回転自在に結合されている。
【０１１８】
従って、かかる天秤式のプロペラ単独試験計測装置２０４（スラスト計測装置２０４Ａ及びトルク計測装置２０４Ｂ）では次のようにして模型プロペラ２０５のスラスト力及びトルクを計測する。即ち、図１２に示すように陸上を走行する図示しない牽引車で図中左方向にプロペラ単独試験計測装置２０４のフレーム２０７とともに模型プロペラ２０５を牽引し、且つ、電動モータ２７８によって模型プロペラ２０５を回転させると、このときに模型プロペラ２０５が水２０２から受ける抵抗や電動モータ２７８の回転力などにより、模型プロペラ２０５（回転軸２０６）にはスラスト力とトルクが生じる。
【０１１９】
そして、前記スラスト力により回転軸２０６とともに連結部２７１がスラスト方向（図１２の左右方向）に移動すると、スラスト計測装置２０４Ａの大天秤２０９のシャフト２１２が回動軸２１３回りに回動し、これにともなって小天秤２１０のシャフト２１４及び摺動軸２１５が回動軸２１９回りに回動する。従って、計測員は、小天秤２１０が元の状態、即ち、小天秤２１０のシャフト２１４が元の直立した状態となり、摺動軸２１５が元の水平な状態となるようにモータスイッチボックスの操作スイッチで電動モータ２１７を遠隔操作して、バランスウエイト２１８を移動させる。勿論、このとき大天秤２０９のシャフト２１２も元の直立した状態となる。
【０１２０】
その後、計測員は小天秤２１０が元の状態に戻ったことを確認した時点でモータスイッチボックスの操作スイッチを操作することにより（例えば押しつづけていたスイッチから手を離すことにより）、電動モータ２１７を停止してバランスウエイト２１８の移動を停止する。この間、回転パルス検出器２３０では電動モータ２１７（ボールネジ軸２１６）の回転に応じてパルス信号を出力し、回転パルス計測器では回転パルス検出器２３０から出力されたパルス信号をカウントしてバランスウエイト２１８の移動距離を求める。
【０１２１】
回転パルス計測器ではこのバランスウエイト２１８の移動距離とバランスウエイト２１８の重量とに基づき、スラスト力を求めて表示器へ出力し、表示器ではこの回転パルス計測器から出力されたスラスト力を表示する。従って、計測員は小天秤２１０が元の状態に戻ったのを確認してバランスウエイト２１８の移動を停止したとき、表示器の表示をみることにより、模型プロペラ２０５に生じたスラスト力を知ることができる。
【０１２２】
なお、小天秤２１０が元の状態に戻ったか否かは、計測員が小天秤２１０のシャフト２１４や摺動軸２１５の姿勢を直接みて確認してもよいが、板バネ検力計２１１の計測値をみることによってより確実に確認するこができる。板バネ検力計２１１の計測値が元の値（ゼロ）になっていれば（例えばペンレコーダのペンが中央位置にあれば）、小天秤２１０のシャフト２１４は直立した状態となり、摺動軸２１５は水平な状態となっている。
【０１２３】
但し、実際にはバランスウエイト２１８の移動距離を調整するだけで完全にバランスさせて小天秤２１０を完全に元の状態に戻すことは難しいため、計測員は板バネ検力計２１１の計測値がある程度小さく（所定値よりも小さく）なった時点で小天秤２１０がほぼ元の状態に戻ったと判断して、バランスウエイト２１８の移動を停止する。従って、この場合には板バネ検力計２１１で計測されるシャフト２１４の回動量に応じた力（アンバランス力）と、バランスウエイト２１８の移動距離及びバランスウエイト２１８の重量に基づいて求められる力との和が前記スラスト力となる。
【０１２４】
また、バランスウエイト２１８の移動を停止させる際、計測員がモータスイッチボックスの操作スイッチを手動操作して停止させるのではなく、板バネ検力計２１１で計測される力が所定値以下となったときに例えばモータコントロールボックスなどにおいて自動的に停止するようにしてもよい。
【０１２５】
また、電動モータ２７８によって模型プロペラ２０５を回転させようとしたとき、この電動モータ２７８の回転力と、この回転力に抗して模型プロペラ２０５に作用する水２０２の抵抗力などとによってねじれトルクが生じ、かさ歯車２７３，２７５の回転にアンバランスが生じる。その結果、かさ歯車２７４とともにトルク計測装置２０４Ｂの大天秤２４１のシャフト２４４が回動軸２４５回りに回動し、これにともなって小天秤２４２のシャフト２４６及び摺動軸２４７が回動軸２５１回りに回動する。従って、計測員は、小天秤２４２が元の状態、即ち、小天秤２４２のシャフト２４６が元の直立した状態となり、摺動軸２４７が元の水平な状態となるようにモータスイッチボックスの操作スイッチで電動モータ２４９を遠隔操作して、バランスウエイト２５０を移動させる。勿論、このとき大天秤２４１のシャフト２４４も元の直立した状態となる。
【０１２６】
その後、計測員は小天秤２４２が元の状態に戻ったことを確認した時点でモータスイッチボックスの操作スイッチを操作することにより（例えば押しつづけていたスイッチから手を離すことにより）、電動モータ２４９を停止してバランスウエイト２５０の移動を停止する。この間、回転パルス検出器２６２では電動モータ２４９（ボールネジ軸２４８）の回転に応じてパルス信号を出力し、回転パルス計測器では回転パルス検出器２６２から出力されたパルス信号をカウントしてバランスウエイト２５０の移動距離を求める。
【０１２７】
回転パルス計測器ではこのバランスウエイト２５０の移動距離とバランスウエイト２５０の重量とに基づき、トルクを求めて表示器へ出力し、表示器ではこの回転パルス計測器から出力されたトルクを表示する。従って、計測員は小天秤２４２が元の状態に戻ったのを確認してバランスウエイト２５０の移動を停止したとき、表示器の表示をみることにより、模型プロペラ２０５に生じたトルクを知ることができる。
【０１２８】
なお、小天秤２４２が元の状態に戻ったか否かは、計測員が小天秤２４２のシャフト２４６や摺動軸２４７の姿勢を直接みて確認してもよいが、板バネ検力計２４３の計測値をみることによってより確実に確認するこができる。板バネ検力計２４３の計測値が元の値（ゼロ）になっていれば（例えばペンレコーダのペンが中央位置にあれば）、小天秤２４２のシャフト２４６は直立した状態となり、摺動軸２４７は水平な状態となっている。
【０１２９】
但し、実際にはバランスウエイト２５０の移動距離を調整するだけで完全にバランスさせて小天秤２４２を完全に元の状態に戻すことは難しいため、計測員は板バネ検力計２４３の計測値がある程度小さく（所定値よりも小さく）なった時点で小天秤２４２がほぼ元の状態に戻ったと判断して、バランスウエイト２５０の移動を停止する。従って、この場合には板バネ検力計２４３で計測されるシャフト２４６の回動量に応じた力（アンバランス力）と、スウエイト２５０の移動距離及びバランスウエイト２５０の重量に基づいて求められる力との和が前記トルクとなる。
【０１３０】
また、バランスウエイト２５０の移動を停止させる際、計測員がモータスイッチボックスの操作スイッチを手動操作して停止させるのではなく、板バネ検力計２４３で計測される力が所定値以下となったときに例えばモータコントロールボックスなどにおいて自動的に停止するようにしてもよい。
【０１３１】
以上のように、本実施の形態４のプロペラ単独試験計測装置２０４におけるスラスト計測装置２０４Ａによれば、立設されて長手方向の上端部が水平な回動軸２１９回り回動自在に支持され且つ下側の連結部が大天秤２０９のシャフト２１２の上側の連結部に連結されシャフト２１２の回動にともなって回動軸２１９回りに回動するシャフト２１４と、回動軸２１９の左右両側に延びてシャフト２１４とともに回動軸２１９回りに回動する一対の摺動軸２１５と、これらの摺動軸２１５に案内されて左右に移動可能な一対のバランスウエイト２１８と、これらのバランスウエイト２１８を摺動軸２１５に沿って移動させる電動モータ２１７などのバランウエイト移動手段とを有してなる小天秤２１０と、電動モータ２１７を操作するモータスイッチボックスなどの操作手段と、バランスウエイト２１８の移動距離を計測する回転パルス検出器２３０及び回転パルス計測器とを備えた構成であるため、次のような効果が得られる。
【０１３２】
即ち、計測員は従来のように手作業でバランスウエイトをウエイト乗せに乗せたり、ウエイト乗せから降ろしたりする必要はなく、モータスイッチボックスの操作スイッチにより遠隔操作で電動モータ２１７を操作してボールネジ軸２１６を回転させることにより、バランスウエイト２１８を摺動軸２１５に沿って移動させるだけで模型プロペラ２０５のスラスト力を計測することができるため、容易に短時間で計測作業を行うことができる。従って、計測員の負担が軽減され、安全性も向上する。
【０１３３】
同様に、トルク計測装置２０４Ｂによれば、立設されて長手方向の上端部が水平な回動軸２５１回り回動自在に支持され且つ下側の連結部が大天秤２４１のシャフト２４４の上側の連結部に連結されシャフト２４４の回動にともなって回動軸２５１回りに回動するシャフト２４６と、回動軸２５１の左右両側に延びてシャフト２４６とともに回動軸２５１回りに回動する一対の摺動軸２４７と、これらの摺動軸２４７に案内されて移動可能な一対のバランスウエイト２５０と、これらのバランスウエイト２５０を摺動軸２４７に沿って移動させる電動モータ２４９などのバランウエイト移動手段とを有してなる小天秤２４２と、電動モータ２４９を操作するモータスイッチボックスなどの操作手段と、バランスウエイト２５０の移動距離を計測する回転パルス検出器２６２及び回転パルス計測器とを備えた構成であるため、次のような効果が得られる。
【０１３４】
即ち、計測員は従来のように手作業でバランスウエイトをウエイト乗せに乗せたり、ウエイト乗せから降ろしたりする必要はなく、モータスイッチボックスの操作スイッチにより遠隔操作で電動モータ２４９を操作してボールネジ軸２４８を回転させることにより、バランスウエイト２５０を摺動軸２４７に沿って移動させるだけで模型プロペラ２０５のトルクを計測することができるため、容易に短時間で計測作業を行うことができる。従って、計測員の負担が軽減され、安全性も向上する。
【０１３５】
また、スラスト計測装置２０４Ａによれば、バランスウエイト移動手段は、バランスウエイト２１８に設けたボールネジナットと、このボールネジナットが螺合されたボールネジ軸２１６と、このボールネジ軸２１６を回転させる電動モータ２１７とを有してなる構成であるため、簡易な構成で確実にバランスウエイト２１８を摺動軸２１５に沿って移動させることができる。
【０１３６】
同様に、トルク計測装置２０４Ｂによれば、バランスウエイト移動手段は、バランスウエイト２５０に設けたボールネジナットと、このボールネジナットが螺合されたボールネジ軸２４８と、このボールネジ軸２４８を回転させる電動モータ２４９とを有してなる構成であるため、簡易な構成で確実にバランスウエイト２５０を摺動軸２４７に沿って移動させることができる。
【０１３７】
また、スラスト計測装置２０４Ａにおいて、板バネ検力計２１１で計測される力が所定値以下となったときに電動モータ２１７などのバランスウエイト移動手段によるバランスウエイト２１８の移動を自動的に停止するようにした場合には、より確実且つ容易に模型プロペラ２０５のスラスト力を計測することができる。
【０１３８】
同様に、トルク計測装置２０４Ｂにおいて、板バネ検力計２４３で計測される力が所定値以下となったときに電動モータ２４９などのバランスウエイト移動手段によるバランスウエイト２５０の移動を自動的に停止するようにした場合には、より確実且つ容易に模型プロペラ２０５のトルクを計測することができる。
【０１３９】
なお、本実施の形態４のスラスト計測装置２０４Ａやトルク計測装置２０４Ｂにおいても、バランスウエイトの構成を上記実施の形態２（図７，図８参照）と同様の構成とし、また、小天秤の構成を上記実施の形態３（図９〜図１１参照）と同様の構成とすることにより、上記実施の形態２や上記実施の形態３と同様の効果を得ることもできる。
【０１４０】
また、本発明の天秤式計測装置は上記のような模型船舶や模型プロペラに生じる力を計測する場合に限定するものではなく、その他の計測対象物に生じる力を計測する場合にも適用することができる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の天秤式計測装置によれば、立設されて長手方向の中央部が水平な第１の回動軸回りに回動自在に支持され且つ下側の連結部に計測対象物が連結されてこの計測対象物に生じる力により前記第１の回動軸回りに回動する第１のシャフトを有してなる大天秤と、この第１のシャフトに連結された小天秤とを備えて、前記計測対象物に生じる力を計測する天秤式計測装置であって、立設されて長手方向の上端部が水平な第２の回動軸回り回動自在に支持され且つ下側の連結部が前記第１のシャフトの上側の連結部に連結され前記第１のシャフトの回動にともなって前記第２の回動軸回りに回動する第２のシャフトと、前記第２の回動軸の左右両側に延びて前記第２のシャフトとともに前記第２の回動軸回りに回動する一対の案内軸と、これらの案内軸に案内されて左右に移動可能な一対のバランスウエイトと、これらのバランスウエイトを前記案内軸に沿って移動させるバランスウエイト移動手段とを有してなる前記小天秤と、前記バランスウエイト移動手段を操作する操作手段と、前記バランスウエイトの移動距離を計測する距離計測手段とを備えたことを特徴とするため、次のような効果が得られる。
【０１４２】
即ち、計測員は従来のように手作業でバランスウエイトをウエイト乗せに乗せたり、ウエイト乗せから降ろしたりする必要はなく、操作手段でバランウエイト移動手段を操作することにより、バランスウエイトを案内軸に沿って移動させるだけで計測対象物に生じる力を計測することができるため、容易に短時間で計測することができる。従って、計測員の負担が軽減され、安全性も向上する。
【０１４３】
また、第２発明の天秤式計測装置によれば、第１発明の天秤式計測装置において、前記バランスウエイト移動手段は、前記バランスウエイトに設けたボールネジナットと、このボールネジナットが螺合されたボールネジ軸と、このボールネジ軸を回転させる電動モータとを有してなることを特徴とするため、簡易な構成で確実にバランスウエイトを案内軸に沿って移動させることができる。
【０１４４】
また、第３発明の天秤式計測装置によれば、第１又は第２発明の天秤式計測装置において、前記小天秤の第２のシャフトの回動量に応じた力を計測する力計測手段を備え、前記操作手段では、この力計測手段で計測される力が所定値以下となったときに前記バランスウエイト移動手段による前記バランスウエイトの移動を自動的に停止することを特徴とするため、より確実且つ容易に計測対象物に生じる力を計測することができる。
【０１４５】
また、第４発明の天秤式計測装置によれば、第１，第２又は第３発明の天秤式計測装置において、前記バランスウエイトは、重量調整用ウエイトを搭載して全体の重量を調整可能な構成であることを特徴とするため、重量調整用ウエイトによる重量の調整によってバランスウエイトの移動距離に応じたモーメント量を調整することにより、計測範囲を広くすることができる。
【０１４６】
また、第５発明の天秤式計測装置によれば、立設されて長手方向の中央部が水平な第１の回動軸回りに回動自在に支持され且つ下側の連結部に計測対象物が連結されてこの計測対象物に生じる力により前記第１の回動軸回りに回動する第１のシャフトを有してなる大天秤と、この第１のシャフトに連結された小天秤とを備えて、前記計測対象物に生じる力を計測する天秤式計測装置であって、立設されて長手方向の上端部が水平な第２の回動軸回り回動自在に支持され且つ下側の連結部が前記第１のシャフトの上側の連結部に連結され前記第１のシャフトの回動にともなって前記第２の回動軸回りに回動する第２のシャフトと、前記第２の回動軸の左右両側に延びて前記第２のシャフトとともに前記第２の回動軸回りに回動する腕と、この腕の正面側又は背面側に同腕と平行に配設した案内軸と、この案内軸に案内されて左右に移動可能なバランスウエイトと、このバランスウエイトを前記案内軸に沿って移動させるバランスウエイト移動手段と、前記バランスウエイトが前記案内軸の一端側の初期位置にあるときに前記第２のシャフトが直立した状態となるように前記バランスウエイトと反対側に設けた初期位置設定用ウエイトとを有してなる小天秤と、前記バランスウエイト移動手段を操作する操作手段と、前記バランスウエイトの移動距離を計測する距離計測手段とを備えた構成であることを特徴とするため、次のような効果が得られる。
【０１４７】
即ち、計測員は従来のように手作業でバランスウエイトをウエイト乗せに乗せたり、ウエイト乗せから降ろしたりする必要はなく、操作手段でバランウエイト移動手段を操作することにより、バランスウエイトを案内軸に沿って移動させるだけで計測対象物に生じる力を計測することができるため、容易に短時間で計測することができる。従って、計測員の負担が軽減され、安全性も向上する。しかも、バランスウエイトの移動可能距離を長くして計測範囲を広くすることができる。或いは、計測範囲を狭くすることなく、腕（案内軸）の長さを短くすることができるため、小天秤の小型化を図って配置スペースを小さくすることができる。
【０１４８】
また、第６発明の天秤式計測装置よれば、第５発明の天秤式計測装置において、前記バランスウエイト移動手段は、前記バランスウエイトに設けたボールネジナットと、このボールネジナットが螺合されたボールネジ軸と、このボールネジ軸を回転させる電動モータとを有してなる構成であることを特徴とするため、簡易な構成で確実にバランスウエイトを案内軸に沿って移動させることができる。
【０１４９】
また、第７発明の天秤式計測装置によれば、第５又は第６発明の天秤式計測装置において、前記小天秤の第２のシャフトの回動量に応じた力を計測する力計測手段を備え、前記操作手段では、この力計測手段で計測される力が所定値以下となったときに前記バランスウエイト移動手段による前記バランスウエイトの移動を自動的に停止することを特徴とするため、より確実且つ容易に計測対象物に生じる力を計測することができる。
【０１５０】
また、第８発明の天秤式計測装置によれば、第５，第６又は第７発明の天秤式計測装置において、前記バランスウエイトは、重量調整用ウエイトを搭載して全体の重量を調整可能な構成であることを特徴とするため、重量調整用ウエイトによる重量の調整によってバランスウエイトの移動距離に応じたモーメント量を調整することにより、計測範囲を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る天秤式分量型抵抗計測装置を模型船舶に取り付けたときの状態を示す説明図である。
【図２】前記天秤式分量型抵抗計測装置を拡大して示す構成図である。
【図３】前記天秤式分量型抵抗計測装置の小天秤部分を更に拡大して示す構成図である。
【図４】図３のＤ方向矢視図である。
【図５】図３のＥ方向矢視図である。
【図６】前記天秤式分量型抵抗計測装置による抵抗計測の模式図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る天秤式分量型抵抗計測装置の小天秤部分の構成図である。
【図８】図７のＨ方向矢視図である。
【図９】本実施の形態３に係る天秤式分量型抵抗計測装置の小天秤部分の構成図である。
【図１０】図９のＩ方向矢視図である。
【図１１】図９のＪ方向矢視図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る天秤式のプロペラ単独試験計測装置の構成図である。
【図１３】図１２のＭ方向矢視図である。
【図１４】プロペラ駆動機構部の構成図である。
【図１５】従来の天秤式分量型抵抗計測装置を模型船舶に取り付けたときの状態を示す説明図である。
【図１６】前記天秤式分量型抵抗計測装置を拡大して示す構成図である。
【図１７】前記天秤式分量型抵抗計測装置の小天秤部分を更に拡大して示す構成図である。
【図１８】従来の天秤式のプロペラ単独試験計測装置の構成図である。
【図１９】図１８のＣ方向矢視図である。
【図２０】プロペラ駆動機構部の構成図である。
【符号の説明】
１０１  水槽
１０２  水
１０３  模型船舶
１０４  天秤式分量型抵抗計測装置
１０５  フレーム
１０６  大天秤
１０７  小天秤
１０８  シャフト
１０９  回動軸
１１０  曳航部
１１０ａ  回動軸
１１１  曳航ロッド
１１２  回動軸
１１３  シャフト
１１４  摺動軸
１１５  ボールネジ軸
１１６  電動モータ
１１７  バランスウエイト
１１７ａ  中空部
１１８  回転パルス検出器
１１９  回動軸
１２０  ボルト
１２１  連結金具
１２２，１２３  回動軸
１２４  固定板
１２５  直動ボールベアリング
１２６  ボールネジナット
１２７  配線コード
１２８  回転パルス計測器
１２９  表示器
１３０  配線コード
１３１  モータコントロールボックス
１３２  配線コード
１３３  モータスイッチボックス
１３４  板バネ
１３５  連結金具
１３６，１３７  回動軸
１３８  板バネ検力計
１３９  治具
１４０  ウエイト
１４１  ボルト
１４２  重量調整用ウエイト
１５１  小天秤
１５２  シャフト
１５３  腕
１５４  ボールネジ軸
１５５  電動モータ
１５６  バランスウエイト
１５７  初期位置設定用ウエイト
１５８  回動軸
１５９  ボルト
１６０  ウエイト
１６１  回動軸
１６２  固定板
１６３  ボールネジナット
１６４  マグネスケール軸
１６５  計測演算装置
１６６  マグネスケール検出部
１６７，１６８  配線コード
１６９  表示器
１７０  配線コード
１７１  モータコントロールボックス
１７２  配線コード
１７３  モータスイッチボックス
１７４  ナイフエッジ部
１７５  フック掛け
１７６  ウエイト乗せ
１７７  フック
２０１  水槽
２０２  水
２０３  プロペラ駆動機構部
２０４  プロペラ単独試験計測装置
２０４Ａ  スラスト計測装置
２０４Ｂ  トルク計測装置
２０５  模型プロペラ
２０６  回転軸
２０７  フレーム
２０８  軸受
２０９  大天秤
２１０  小天秤
２１１  板バネ検力計
２１２  シャフト
２１３  回動軸
２１４  シャフト
２１５  摺動軸
２１６  ボールネジ軸
２１７  電動モータ
２１８  バランスウエイト
２１９  回動軸
２２０  ボルト
２２１  ウエイト
２２２  連結金具
２２３，２２４  回動軸
２２５  固定板
２２６  板バネ
２２７  連結金具
２２８，２２９  回動軸
２３０  回転パルス検出器
２４１  大天秤
２４２  小天秤
２４３  板バネ検力計
２４４  シャフト
２４５  回動軸
２４６  シャフト
２４７  摺動軸
２４８  ボールネジ軸
２４９  電動モータ
２５０  バランスウエイト
２５１  回動軸
２５２  ボルト
２５３  ウエイト
２５４  連結金具
２５５，２５６  回動軸
２５７  固定板
２５８  板バネ
２５９  連結金具
２６０，２６１  回動軸
２６２  回転パルス検出器
２７１  連結部
２７２  軸受
２７３，２７４，２７５，２７６，２７７  かさ歯車
２７８  電動モータ
２７９，２８０  回転軸
２８１  回動軸
【図１】
2004264178.tif 000003
【図２】
2004264178.tif 000004
【図３】
2004264178.tif 000005
【図４】
2004264178.tif 000006
【図５】
2004264178.tif 000007
【図６】
2004264178.tif 000008
【図７】
2004264178.tif 000009
【図８】
2004264178.tif 000010
【図９】
2004264178.tif 000011
【図１０】
2004264178.tif 000012
【図１１】
2004264178.tif 000013
【図１２】
2004264178.tif 000014
【図１３】
2004264178.tif 000015
【図１４】
2004264178.tif 000016
【図１５】
2004264178.tif 000017
【図１６】
2004264178.tif 000018
【図１７】
2004264178.tif 000019
【図１８】
2004264178.tif 000020
【図１９】
2004264178.tif 000021
【図２０】
2004264178.tif 000022