(57)【要約】【課題】測定者や測定タイミングなどに依存せず測定対象物のみに依存する測定値を得ることができるトルク補正装置及び転てつ機の負荷トルク補正装置を提供する。【解決手段】トルク補正装置１１は、回転操作部を回転させて電気転てつ機にトルクを作用させたときにこの回転操作部に作用する負荷トルクを補正し、記憶部１９は負荷トルク値を補正するための補正情報を総回転角に対応させて記憶する。電気転てつ機は、総回転角に応じて駆動機構部の動作が変化するため、イナーシャやダンピング係数などの補正情報が総回転角に対応する関数となり電気転てつ機の型式毎に異なる値となる。補正部２０は、電気転てつ機毎の総回転角に対応する補正情報、角速度及び角加速度に基づいて、回転操作部を所定の角速度で回転したときの負荷トルク値にリアルタイムで補正する。【選択図】      図３
2005017087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転操作部を回転させて測定対象物にトルクを作用させたときにこの回転操作部に作用する負荷トルクを補正するトルク補正装置であって、
前記回転操作部の角速度及び角加速度に基づいてこの回転操作部に作用する負荷トルク値を補正する補正部を備えること、を特徴とするトルク補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトルク補正装置において、
前記補正部は、前記回転操作部を所定の角速度で回転したときの負荷トルク値に補正すること、を特徴とするトルク補正装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のトルク補正装置において、
前記負荷トルク値を補正するための補正情報を記憶する記憶部を備え、
前記補正部は、前記測定対象物に対応する前記補正情報に基づいて前記負荷トルク値を補正すること、を特徴とするトルク補正装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のトルク補正装置において、
前記回転操作部の総回転角を測定する総回転角測定部と、
前記負荷トルク値を補正するための補正情報を前記総回転角に対応させて記憶する記憶部と、
前記総回転角に基づいて前記角速度を演算する角速度演算部と、
前記角速度に基づいて前記角加速度を演算する角加速度演算部とを備え、
前記補正部は、前記総回転角に対応する前記補正情報、前記角速度及び前記角加速度に基づいて前記負荷トルク値を補正すること、を特徴とするトルク補正装置。
【請求項５】
請求項４に記載のトルク補正装置において、
前記記憶部は、前記総回転角に対応する前記補正情報を前記測定対象物毎に記憶し、
前記補正部は、前記測定対象物毎の前記総回転角に対応する前記補正情報、前記角速度及び前記角加速度に基づいて前記負荷トルク値を補正すること、を特徴とするトルク補正装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のトルク補正装置において、
前記回転操作部に作用する負荷トルクを測定するトルク測定部を備えること、を特徴とするトルク補正装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のトルク補正装置において、
前記角速度及び／又は前記角加速度が許容範囲外であると判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて警告を発生する警告発生部とを備えること、を特徴とするトルク補正装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のトルク補正装置を備え、
前記トルク補正装置は、前記回転操作部を転てつ機に装着し回転させてこの転てつ機にトルクを作用させたときにこの回転操作部に作用する前記負荷トルクを補正すること、を特徴とする転てつ機の負荷トルク補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転操作部を回転させて測定対象物にトルクを作用させたときにこの回転操作部に作用する負荷トルクを補正するトルク補正装置及び転てつ機の負荷トルク補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道の軌道には、分岐器を転換及び鎖錠する電気設備である電気転てつ機が設置されている。この電気転てつ機の駆動状態を検査するために、電気転てつ機内の駆動軸を手動で回転させて負荷トルクを測定する転てつ機の負荷トルク測定装置が知られている。従来の転てつ機の負荷トルク測定装置は、操作パネル及び表示パネルを有する平板状の装置本体部と、この装置本体部の一方の端部側の下面から突出しており電気転てつ機の手回しハンドル挿入口に挿入される柱状のソケット部と、装置本体部の他方の端部側の上面から突出しておりソケット部を中心として装置本体部を手動で回転させる柱状のハンドル部と、このハンドル部を回転させたときにソケット部に作用する負荷トルクを検出するトルクセンサと、ハンドル部の回転を検出する回転センサと、負荷トルクの測定結果を記録する記録部などを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の転てつ機の負荷トルク測定装置では、トルクセンサの出力信号を負荷トルク値に変換して表示パネルに表示するとともに、この負荷トルク値をファイル化して記録部に記録している。
【０００３】
【特許文献１】
実開平７−１８２３１号公報（段落番号００１１〜００１６及び図１〜図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、従来の転てつ機の負荷トルク測定装置では、以下の数１によって負荷トルク値が測定されている。
【０００５】
【数１】
2005017087.tif 000003
【０００６】
ここで、数１に示すθは、ハンドル部が回転を開始した時からの総回転角であり、Ｊはイナーシャ（慣性モーメント）であり、Ｄｒはダンピング係数であり、Ｋｒはねじりばね定数であり、Ｔ０はその他の係数である。数１は、角速度（回転速度）ω＝ｄθ／ｄｔとすると以下に示す数２によって表される。
【０００７】
【数２】
2005017087.tif 000004
【０００８】
理想的な負荷トルクの測定とは、角速度ωが固定値となる場合であり、理想的な角速度ω０  とすると数２は以下の数３によって表され、数２と数３の差をとると以下の数４によって表される。
【０００９】
【数３】
2005017087.tif 000005
【００１０】
【数４】
2005017087.tif 000006
【００１１】
従来の転てつ機の負荷トルク測定装置では、角速度ωが理想的な角速度ω０  と異なると数４に示すように測定結果に差異が生じる。このため、従来の転てつ機の負荷トルク測定装置では、保守点検時に手回しハンドル挿入口にソケット部を挿入して電動モータの代わりに手動で回転軸を回転させた場合に、負荷トルク値に差異が生じるおそれがあった。
【００１２】
図１０は、従来の転てつ機の負荷トルク測定装置による電気転てつ機の負荷トルクの測定結果を一例として示すグラフである。
図１０に示す縦軸は負荷トルク値（Ｎ・ｍ）であり、横軸は回転数（回）であり、細線は負荷トルク測定装置を回転速度１秒／１回転で回転させたときの測定結果であり、太線は負荷トルク測定装置を回転速度２秒／１回転で回転させたときの測定結果である。図１０に示すように、回転速度が異なると負荷トルク値の測定結果に差異が生じている。このため、従来の転てつ機の負荷トルク測定装置では、本来、回転速度にかかわらず負荷トルク値にばらつきが発生しないはずであるが、実際には測定者によって負荷トルク値の測定結果が異なったり、同じ測定者であっても測定タイミングによっては負荷トルク値の測定結果が異なったりしていた。その結果、これらの不都合を測定者の技能によって改善しなければならず、測定結果の信頼性が低いという問題があった。
【００１３】
この発明の課題は、測定者や測定タイミングなどに依存せず測定対象物のみに依存する測定値を得ることができるトルク補正装置及び転てつ機の負荷トルク補正装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、回転操作部（１３）を回転させて測定対象物（１０）にトルクを作用させたときにこの回転操作部に作用する負荷トルクを補正するトルク補正装置であって、前記回転操作部の角速度及び角加速度に基づいてこの回転操作部に作用する負荷トルク値を補正（Ｓ２００，Ｓ５５０）する補正部（２０）を備えることを特徴とするトルク補正装置（１１；３３）である。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のトルク補正装置において、前記補正部は、前記回転操作部を所定の角速度で回転したときの負荷トルク値に補正することを特徴とするトルク補正装置である。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のトルク補正装置において、前記負荷トルク値を補正するための補正情報を記憶する記憶部（１９；３７）を備え、前記補正部は、前記測定対象物に対応する前記補正情報に基づいて前記負荷トルク値を補正することを特徴とするトルク補正装置である。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載のトルク補正装置において、前記回転操作部の総回転角を測定（Ｓ１３０，Ｓ３３０）する総回転角測定部（１５）と、前記負荷トルク値を補正するための補正情報を前記総回転角に対応させて記憶する記憶部（１９；３７）と、前記総回転角に基づいて前記角速度を演算（Ｓ１５０，Ｓ３５０）する角速度演算部（１７）と、前記角速度に基づいて前記角加速度を演算（Ｓ１６０，Ｓ３６０）する角加速度演算部（１８）とを備え、前記補正部は、前記総回転角に対応する前記補正情報、前記角速度及び前記角加速度に基づいて前記負荷トルク値を補正することを特徴とするトルク補正装置である。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項４に記載のトルク補正装置において、前記記憶部は、前記総回転角に対応する前記補正情報を前記測定対象物毎に記憶し、前記補正部は、前記測定対象物毎の前記総回転角に対応する前記補正情報、前記角速度及び前記角加速度に基づいて前記負荷トルク値を補正することを特徴とするトルク補正装置である。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のトルク補正装置において、前記回転操作部に作用する負荷トルクを測定（Ｓ１４０，Ｓ３４０）するトルク測定部（１６）を備えることを特徴とするトルク補正装置である。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のトルク補正装置において、前記角速度及び／又は前記角加速度が許容範囲外であると判定（Ｓ１７０，Ｓ３７０）する判定部（２２）と、前記判定部の判定結果に基づいて警告を発生（Ｓ１８０，Ｓ３８０）する警告発生部（２３）とを備えることを特徴とするトルク補正装置である。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のトルク補正装置を備え、前記トルク補正装置は、前記回転操作部を転てつ機（１０）に装着し回転させてこの転てつ機にトルクを作用させたときにこの回転操作部に作用する前記負荷トルクを補正（Ｓ２００，Ｓ５５０）することを特徴とする転てつ機の負荷トルク補正装置（１１，３３）である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置を電気転てつ機に装着した状態を示す平面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置の斜視図である。図３は、この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置のブロック図である。以下では、この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置によって電気転てつ機の負荷トルクを補正する場合を例に挙げて説明する。
【００２３】
分岐器１は、一つの軌道を二つ以上の軌道に分ける装置である。分岐器１は、図１に示すように、軌道を分けて車両の進路を転換するポイント部２を備えている。ポイント部２は、図中Ａ，Ｂ方向に転換可能なトングレール３ａ，３ｂと、このトングレール３ａ，３ｂの先端部が密着及び分離する基本レール４ａ，４ｂと、トングレール３ａ，３ｂを移動自在に支持する床板５と、トングレール３ａ，３ｂを転換する転てつ棒６と、トングレール３ａ，３ｂの先端部の間隔を固定するフロントロッド７と、このフロントロッド７に接続される接続かん８と、トングレール３ａ，３ｂが基本レール４ａ，４ｂと密着するときの密着力を設定するスイッチアジャスタ９などを備えている。
【００２４】
電気転てつ機１０は、ポイント部２を転換及び鎖錠する装置である。電気転てつ機１０は、所定のストロークで移動してポイント部２を転換する動作かん１０ａと、図示しないロックピースが挿入及び抜け出す切欠部を有し、トングレール３ａ，３ｂの転換後の先端位置を鎖錠（照査）する鎖錠かん１０ｂと、トングレール３ａ，３ｂを転換するための転換力を発生する電動モータ１０ｃと、トルク補正装置１１の回転操作部１３を挿入するための手回しハンドル挿入口１０ｄなどを備えている。電気転てつ機１０は、摩擦クラッチや減速歯車などを介して電動モータ１０ｃの回転力を動作かん１０ａに伝達し、動作かん１０ａをＡ，Ｂ方向に移動させてトングレール３ａ，３ｂを転換すると、動作かん１０ａと連動して鎖錠かん１０ｂがＡ，Ｂ方向に移動する。電気転てつ機１０は、トングレール３ａ，３ｂが転換を開始するときには、鎖錠かん１０ｂの切欠部からロックピースが抜け出すようにこのロックピースを駆動し、トングレール３ａ，３ｂが転換を終了したときには、鎖錠かん１０ｂの切欠部にロックピースが挿入するようにこのロックピースを駆動する。
【００２５】
トルク補正装置１１は、回転操作部１３を回転させて電気転てつ機１０にトルクを作用させたときにこの回転操作部１３に作用する負荷トルクを補正する装置である。トルク補正装置１１は、図２に示す装置本体部１２と、回転操作部１３と、図３に示す回転検出部１４と、総回転角測定部１５と、トルク測定部１６と、角速度演算部１７と、角加速度演算部１８と、記憶部１９と、補正部２０と、記録部２１と、判定部２２と、警告発生部２３と、操作部２４と、表示部２５と、電源部２６と、入出力部２７と、制御部２８と、通信部２９などを備えている。トルク補正装置１１は、図２に示すように、装置本体部１２の一方の端部側の上面からハンドル部１３ａが突出し、装置本体部１２の他方の端部側の下面からソケット部１３ｂが突出しており、外観がクランク状に形成されている。
【００２６】
図２に示す装置本体部１２は、トルク補正装置１１の主要構成部分を収容する筐体である。装置本体部１２の上面には、図２に示すように、操作部２４の操作キーと表示部２５の画面とが配置されている。装置本体部１２は、外観が平板状に形成されている。
【００２７】
回転操作部１３は、電気転てつ機１０にトルクを作用させる部分である。回転操作部１３は、ハンドル部１３ａとソケット部１３ｂとを備えている。ハンドル部１３ａは、測定者が把持し手動で回転する円柱状の部分である。ハンドル部１３ａは、ソケット部１３ｂを中心として装置本体部１２が１回転したときに、この装置本体部１２に対して相対的に１回転する。ソケット部１３ｂは、図１に示す手回しハンドル挿入口１０ｄに挿入して電気転てつ機１０の駆動軸に先端部が嵌合する円柱状の部分である。ソケット部１３ｂは、ハンドル部１３ａが測定者によって手動で回転操作されると装置本体部１２と一体となって軸心回りに回転して、電気転てつ機１０の駆動軸にトルクを作用させる。
【００２８】
図３に示す回転検出部１４は、回転操作部１３の回転を検出する検出部である。回転検出部１４は、例えば、ハンドル部１３ａの回転動作に連動して回転して起電力に応じたパルス状の回転信号を発生する速度発電機や、ハンドル部１３ａと一体となって回転する光透過部と光反射部とを有する回転板と、この回転板に光を照射する発光部と、回転板の光反射部からの反射光を受光してパルス状の回転信号を出力する受光部とを備える回転センサなどである。回転検出部１４は、回転信号を総回転角測定部１５に出力する。
【００２９】
総回転角測定部１５は、回転操作部１３の総回転角を測定する測定部である。総回転角測定部１５は、回転検出部１４が出力する回転信号に基づいて、回転操作部１３が回転を開始してからの総回転角（回転数×２π＋回転角）を十分に短い周期でリアルタイムに測定して、この総回転角を総回転角信号として角速度演算部１７及び制御部２８に出力する。
【００３０】
トルク測定部１６は、回転操作部１３に作用する負荷トルクを測定する測定部である。トルク測定部１６は、例えば、ソケット部１３ｂに固定された歪検出板と、この歪検出板に貼り付けられた４つの歪ゲージによって構成されたブリッジ回路とを備えるトルクセンサである。トルク測定部１６は、回転操作部１３を回転させたときに電気転てつ機１０の駆動軸からソケット部１３ｂに作用する負荷トルクに応じて歪検出板が歪むと、４つの歪ゲージがこの歪みを検出しブリッジ回路が負荷トルク信号を制御部２８に出力する。
【００３１】
角速度演算部１７は、総回転角に基づいて角速度を演算する演算部である。角速度演算部１７は、総回転角測定部１５が出力する総回転角信号と制御部２８が出力するクロック信号とに基づいて、十分に短い周期で回転操作部１３の角速度をリアルタイムで演算する。角速度演算部１７は、演算後の角速度信号を角加速度演算部１８及び制御部２８に出力する。
【００３２】
角加速度演算部１８は、角速度に基づいて角加速度を演算する演算部である。角加速度演算部１８は、角速度演算部１７が出力する角速度信号と制御部２８が出力するクロック信号とに基づいて、十分に短い周期で回転操作部１３の角加速度をリアルタイムで演算する。角加速度演算部１８は、演算後の角加速度信号を制御部２８に出力する。
【００３３】
図４は、この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置の記憶部の構成図である。
記憶部１９は、負荷トルク値を補正するための補正情報を総回転角に対応させて記憶するメモリ（ＲＯＭ）である。図１に示す電気転てつ機１０は、総回転角に応じて駆動機構部の動作が変化する。例えば、総回転角０〜θ０  （ステージ１）では駆動機構部が空転しており、総回転角θ０  〜θ１  （ステージ２）では駆動機構部が駆動して鎖錠かん１０ｂの切欠部からロックピースが抜け出しており、総回転角θ１  〜θ２  （ステージ３）では駆動機構部が駆動して動作かん１０ａが動作しており、総回転角θ２  〜θ３  （ステージ４）では駆動機構部が駆動して鎖錠かん１０ｂの切欠部にロックピースが挿入しており、総回転角θ３  〜θ４  （ステージ５）では駆動機構部が空転している。その結果、数１〜数４に示すイナーシャＪ及びダンピング係数Ｄｒは、各ステージ１〜５に対応する関数となり、電気転てつ機１０の型式毎に異なる値となる。ここで、ステージ３は、図１に示す動作かん１０ａが実際に動作してトングレール３ａ，３ｂが動作する段階であり、トングレール３ａ，３ｂが床板５上を移動する際に発生する転換負荷力に応じた負荷トルクが回転操作部１３に付加される。この転換負荷力としては理想的には動摩擦力（動摩擦係数×抗力）が働くため、イナーシャＪ及びダンピング係数Ｄｒは総回転角のみに依存する関数になると考えられ、転換負荷力は数４には影響を与えないと考えられる。
【００３４】
記憶部１９は、図４に示すように、ステージ１〜５（総回転角０〜θ４  ）に対応するイナーシャＪ１１，…，Ｊ１５及びダンピング係数Ｄｒ１１，…，Ｄｒ１５を電気転てつ機１０毎（識別番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．Ｎ毎）に補正情報として変換テーブル化し記憶している。これらの補正情報は、例えば、所定の回転速度（例えば、２秒／１回転）で回転する回転部を有する試験機によって電気転てつ機１０毎にトルクを作用させ、この回転部に作用する負荷トルク値を実測したり、電気転てつ機１０の製造会社のデータを利用したりして設定することができる。記憶部１９は、これらの補正情報に加えて、トルク補正装置１１の種々の動作及び処理を実行するトルク補正プログラムを記憶している。
【００３５】
補正部２０は、回転操作部１３の角速度及び角加速度に基づいてこの回転操作部１３に作用する負荷トルク値を補正する部分である。補正部２０は、電気転てつ機１０毎の総回転角に対応する補正情報、角速度及び角加速度に基づいて負荷トルク値を補正する。補正部２０は、例えば、回転操作部１３を所定の角速度（回転速度＝２秒／１回転）で回転したときの負荷トルク値にリアルタイムで補正する。補正部２０は、補正後の負荷トルク値を負荷トルク信号として制御部２８に出力する。
【００３６】
記録部２１は、種々の情報を記録するメモリ（ＲＡＭ）である。記録部２１は、総回転角、負荷トルク値、角速度、角加速度、補正後の負荷トルク値及び測定日時などの種々の情報を記録する。記録部２１は、これらの情報を電気転てつ機１０毎に記録する。
【００３７】
判定部２２は、角速度及び角加速度が許容範囲外であると判定する部分である。判定部２２は、角速度及び角加速度の大きさには一定の許容範囲（上限値及び下限値）があるため、これらの大きさが許容範囲外であるか否かを判定し、これらの大きさが許容範囲外であると判定したときにはこの判定結果を判定信号として制御部２８に出力する。
【００３８】
警告発生部２３は、判定部２２の判定結果に基づいて警告を発生する部分である。警告発生部２３は、例えば、回転操作部１３の回転速度が許容範囲を逸脱しそうなときに測定者に注意を促すための警報音を発生したり、回転速度が許容範囲を逸脱したときに測定結果が無効であることを測定者に通知するための警報音を発生したりする。また、警告発生部２３は、回転操作部１３を測定者が回転する際のペースメーカとなるように、この回転操作部１３が所定の回転角（例えば、半回転）回転する毎にガイド音を発生する。
【００３９】
操作部２４は、トルク補正装置１１に種々の動作を指令するためのタッチパネルなどである。操作部２４は、トルク補正装置１１の電源をＯＮ及びＯＦＦしたり、電気転てつ機１０の識別番号などを入力したり、トルク補正装置１１の種々の動作を選択するときなどに使用者によって操作される操作キーを備えている。表示部２５は、トルク補正装置１１の測定結果を画面上に表示する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などである。表示部２５は、例えば、負荷トルク値や補正後の負荷トルク値などの総回転数に対する変化を示す曲線を画面上に表示したりする。電源部２６は、トルク補正装置１１に電力を供給するバッテリであり、入出力部２７は記録部２１が記録する情報を外部機器などに出力するインタフェース回路である。
【００４０】
制御部２８は、トルク補正装置１１の種々の動作及び処理を指令する中央処理部（ＣＰＵ）である。制御部２８は、トルク補正プログラムを記憶部１９から読み出してこのトルク補正プログラムを実行したり、総回転角測定部１５及びトルク測定部１６の測定結果に基づいて角速度演算部１７、角加速度演算部１８及び補正部２０に演算処理や補正処理を指令したり、測定結果や補正結果などを記録部２１に記録させたりする。通信部２９は、総回転角測定部１５と、トルク測定部１６と、角速度演算部１７と、角加速度演算部１８と、記憶部１９と、補正部２０と、記録部２１と、判定部２２と、警告発生部２３と、操作部２４と、表示部２５と、電源部２６と、入出力部２７と、制御部２８とを相互に通信可能なように接続するバスである。
【００４１】
次に、この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置の動作を説明する。
図５は、この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置の動作を説明するためのフローチャートである。
ステップ（以下、Ｓという）１００において、電源がＯＮする。図１に示すように、回転操作部１３のソケット部１３ｂが電気転てつ機１０の手回しハンドル挿入口１０ｄに挿入されて電気転てつ機１０に装着される。次に、図２に示す操作部２４の操作キーが測定者によって操作されて電源ＯＮ／ＯＦＦキーがＯＮされると、図３に示す電源部２６がトルク補正装置１１に電力を供給する。
【００４２】
Ｓ１１０において、トルク補正プログラムが読み込まれる。トルク補正プログラムを記憶部１９から制御部２８が読み出して、このトルク補正プログラムに従って所定の処理を制御部２８が実行する。
【００４３】
Ｓ１２０において、電気転てつ機１０が認識される。図２に示す操作部２４の操作キーが測定者によって操作されて、電気転てつ機１０の種類や型式を特定するための識別番号が入力される。
【００４４】
Ｓ１３０において、総回転角が測定される。ソケット部１３ｂを中心として装置本体部１２が１回転すると電気転てつ機１０の駆動軸も１回転し、装置本体部１２に対してハンドル部１３ａが１回転する。回転操作部１３が測定者によって回転されて電気転てつ機１０の駆動軸が回転すると図３に示す回転検出部１４が総回転角測定部１５に回転信号を出力し、総回転角測定部１５が回転信号に基づいて総回転角を測定して角速度演算部１７及び制御部２８に総回転角信号を出力する。
【００４５】
Ｓ１４０において、負荷トルクが測定される。図１に示す回転操作部１３が測定者によって回転されて電気転てつ機１０の駆動軸にトルクが作用すると、この回転操作部１３に作用する負荷トルクに応じてトルク測定部１６が負荷トルク信号を制御部２８に出力する。
【００４６】
Ｓ１５０において、角速度が演算される。総回転角測定部１５が出力する総回転角信号と制御部２８が出力するクロック信号とに基づいて、角速度演算部１７が角速度を演算し角加速度演算部１８及び制御部２８に角速度信号を出力する。
【００４７】
Ｓ１６０において、角加速度が演算される。角速度演算部１７が出力する角速度信号と制御部２８が出力するクロック信号とに基づいて、角加速度演算部１８が角加速度を演算し角加速度信号を制御部２８に出力する。
【００４８】
Ｓ１７０において、角速度及び角加速度が許容範囲外であるか否かが判断される。制御部２８が出力する角速度信号及び角加速度信号に基づいて、角速度及び角加速度が許容範囲外であるか否かを判定部２２が判定する。角速度及び角加速度が許容範囲外であるときにはＳ１８０に進み、角速度及び角加速度が許容範囲内であるときにはＳ１９０に進む。
【００４９】
Ｓ１８０において、警告が発生される。角速度及び角加速度が許容範囲外であると判定部２２が判定したときには、制御部２８が警告発生部２３に警告の発生を指令して警告発生部２３が所定の警報音を発生する。
【００５０】
Ｓ１９０において、イナーシャＪ及びダンピング係数Ｄｒが読み込まれる。電気転てつ機１０の識別番号が操作部２４によって入力されると、この電気転てつ機１０の識別番号に対応する変換テーブルを記憶する記憶部１９を制御部２８が参照する。その結果、総回転角測定部１５が出力する総回転角信号に基づいて、総回転角に対応するイナーシャＪ及びダンピング係数Ｄｒを記憶部１９から制御部２８が読み込む。例えば、図４に示すように、識別番号Ｎｏ．１の電気転てつ機１０が選択され総回転角θ０  〜θ１  の範囲内である場合には、ステージ３であると制御部２８が認識しこのステージ３に対応するイナーシャＪ１２及びダンピング係数Ｄｒ１２を記憶部１９から制御部２８が読み込む。
【００５１】
Ｓ２００において、負荷トルク値が補正される。補正部２０は、トルク測定部１６が測定した負荷トルク値Ｔ（θ，ω）と、この負荷トルク測定時の角速度ω及び角加速度ｄω／ｄｔと、総回転数θに対応するイナーシャＪ（θ）及びダンピング係数Ｄｒ（θ）とに基づいて、この総回転角θにおける所定の角速度ω０  （例えば、２秒／１回転）に換算した補正後の負荷トルク値Ｔ（θ，ω０  ）を数４を変形して以下の数５によって演算する。
【００５２】
【数５】
2005017087.tif 000007
【００５３】
Ｓ２１０において、測定結果及び補正結果が記録される。負荷トルク値、角速度、角加速度、総回転数に対応するイナーシャＪ及びダンピング係数Ｄｒなどの測定結果と、補正後の負荷トルク値などの補正結果とを記録部２１に制御部２８が記録させる。
【００５４】
Ｓ２２０において、測定結果及び補正結果が表示される。総回転数に対する負荷トルク値や補正後の負荷トルク値などの変化を示す曲線を表示部２５の画面上に制御部２８が表示させる。例えば、総回転数に対する補正後の負荷トルク値の変化を示す曲線に周期的又は一部に異常が見られる場合には、電気転てつ機１０の駆動機構部に異常が発生していると予測される。
【００５５】
この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置には、以下に記載するような効果がある。
（１）  この第１実施形態では、回転操作部１３の角速度及び角加速度に基づいてこの回転操作部１３に作用する負荷トルク値を補正部２０が補正する。その結果、測定者や測定タイミングなどに依存せず測定対象物のみに依存する測定値を得ることができる。
【００５６】
（２）  この第１実施形態では、回転操作部１３を所定の角速度で回転したときの負荷トルク値に補正部２０が補正する。このため、回転操作部１３を手動で回転させて負荷トルクを測定したときに測定中の角速度及び角加速度の変動にかかわらず、所定の角速度（例えば、２秒／１回転）で回転したときに得られる負荷トルク値と略同一の負荷トルク値に変換することができる。その結果、従来の転てつ機の負荷トルク測定装置のように同一の設備状態であっても角速度及び角加速度が異なると負荷トルク値の測定結果がばらつく不都合を解消することができ、測定者の技能に依存せず測定対象物のみに依存する測定値を得ることができる。
【００５７】
（３）  この第１実施形態では、回転操作部１３の総回転角を総回転角測定部１５が測定するとともに、負荷トルク値を補正するための補正情報をこの総回転角に対応させて記憶部１９が記憶し、総回転角に対応する補正情報、角速度及び角加速度に基づいて負荷トルク値を補正部２０が補正する。その結果、電気転てつ機１０の内部機構の変化を総回転角と関連付けて予め記憶しておき、この総回転角に応じて負荷トルク値を補正することができる。
【００５８】
（４）  この第１実施形態では、総回転角に対応する補正情報を電気転てつ機１０毎に記憶部１９が記憶しており、電気転てつ機１０毎の総回転角に対応する補正情報、角速度及び角加速度に基づいて負荷トルク値を補正部２０が補正する。その結果、電気転てつ機１０の識別番号に応じて負荷トルク値を簡単に補正することができる。
【００５９】
（５）  この第１実施形態では、角速度及び角加速度が許容範囲外であると判定部２２が判定したときには、この判定部２２の判定結果に基づいて警告発生部２３が警告を発生する。その結果、回転操作部１３の回転速度が許容範囲を逸脱しそうなときに測定者に警告したり、回転速度が許容範囲を逸脱したときに測定結果が無効であることを測定者に警告したりすることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
図６は、この発明の第２実施形態に係るトルク補正システムのブロック図である。
以下では、図３に示す部分と同一の部分については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
トルク補正システム３０は、回転操作部１３を回転させて電気転てつ機１０にトルクを作用させたときにこの回転操作部１３に作用する負荷トルクを補正するシステムである。トルク補正システム３０は、図６に示すように、トルク測定装置３１と、トルク補正装置３３と、通信装置４１とを備えている。
【００６１】
トルク測定装置３１は、回転操作部１３に作用する負荷トルクを測定する装置である。トルク測定装置３１は、回転検出部１４と、総回転角測定部１５と、トルク測定部１６と、角速度演算部１７と、角加速度演算部１８と、記憶部１９と、記録部２１と、判定部２２と、警告発生部２３と、操作部２４と、表示部２５と、電源部２６と、入出力部２７と、通信部２９と、測定装置側制御部３２などを備えている。測定装置側制御部３２は、トルク測定装置３１側の種々の動作を制御する中央処理部（ＣＰＵ）であり、総回転角、角速度、角加速度、負荷トルク値、イナーシャＪ及びダンピング係数Ｄｒなどの情報を記録部２１に記録させたり、これらの情報を記録部２１から読み出して入出力部２７から出力させたりする。
【００６２】
トルク補正装置３３は、回転操作部１３に作用する負荷トルクを補正する装置である。トルク補正装置３３は、補正部２０と、入出力部３４と、操作部３５と、表示部３６と、記憶部３７と、記録部３８と、補正装置側制御部３９と、通信部４０などを備えている。入出力部３４は、入出力部２７から情報が入力するインタフェース回路であり、操作部３５はトルク補正装置３３に種々の動作を指令するキーボードなどであり、表示部３６はトルク補正装置３３の補正結果を画面上に表示する装置である。記憶部３７は、負荷トルク値を補正するためのトルク補正プログラムなどを記憶するメモリ（ＲＯＭ）であり、記録部３８は補正後の負荷トルク値などを記録するメモリ（ＲＡＭ）である。補正装置側制御部３９は、トルク補正装置３３側の種々の動作を制御する中央処理部（ＣＰＵ）であり、負荷トルク値の補正を補正部２０に実行させたり、測定装置側制御部３２に測定結果の送信を指令したりする。通信部４０は、補正部２０、入出力部３４、操作部３５、表示部３６、記憶部３７、記録部３８及び補正装置側制御部３９を相互に通信可能に接続するバスである。通信装置４１は、トルク測定装置３１とトルク補正装置３３とを相互に通信可能なように接続するケーブルなどであり、入出力部２７と入出力部３４とにコネクタ部が接続されている。
【００６３】
次に、この発明の第２実施形態に係るトルク補正システムの動作を説明する。
図７は、この発明の第２実施形態に係るトルク補正システムのトルク測定装置側の動作を説明するフローチャートである。図８は、この発明の第２実施形態に係るトルク補正システムのトルク補正装置側の動作を説明するフローチャートである。以下では、図５に示すステップと同一のステップについては詳細な説明を省略する。
【００６４】
図７に示すＳ３１０において、図６に示す測定装置側制御部３２がトルク測定プログラムを記憶部１９から読み出して、このトルク測定プログラムに従って所定の処理を測定装置側制御部３２が実行する。Ｓ４００において、負荷トルク値、角速度、角加速度、総回転数に対応するイナーシャＪ及びダンピング係数Ｄｒなどの測定結果を測定装置側制御部３２が記録部２１に記録させ、Ｓ４１０においてこれらの測定結果を測定装置側制御部３２が表示部２５に表示させる。Ｓ４２０において、補正装置側制御部３９から測定結果の送信指令を受信したか否かを測定装置側制御部３２が判断し、送信指令を受信したときにはＳ４３０に進み、送信指令を受信しなかったときには一連の処理を終了する。Ｓ４３０において、測定装置側制御部３２が測定結果を記録部２１から読み出して、入出力部２７，３４及び通信装置４１を通じて補正装置側制御部３９に測定結果を送信する。
【００６５】
図８に示すＳ５２０において、補正装置側制御部３９が測定装置側制御部３２に測定結果の送信を指令すると、Ｓ５３０において補正装置側制御部３９が測定装置側制御部３２から測定結果を受信する。Ｓ５４０において、補正装置側制御部３９が記録部３８に測定結果を記録させるとともに、Ｓ５５０においてこの測定結果に基づいて補正部２０が負荷トルク値を補正する。Ｓ５６０において、補正後の負荷トルク値を補正装置側制御部３９が記録部３８に記録させるとともに、Ｓ５７０において総回転角に対する補正後の負荷トルク値の変化を示す曲線などを補正装置側制御部３９が表示部３６に表示させる。
【００６６】
この発明の第２実施形態に係るトルク補正システムには、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。この発明の第２実施形態では、トルク測定装置３１の外部に通信装置４１を介してトルク補正装置３３を接続し、このトルク補正装置３３によって負荷トルク値を必要に応じて補正することができる。このため、従来の転てつ機の負荷トルク測定装置を利用して負荷トルク値を簡単に補正することができる。
【００６７】
（第３実施形態）
図９は、この発明の第３実施形態に係るトルク補正装置の記憶部の構成図である。
記憶部１９は、負荷トルク値を補正するための補正情報を測定対象物Ｍ１  ，Ｍ２  ，…，Ｍｎ  に対応させて記憶するメモリ（ＲＯＭ）である。図９に示す測定対象物Ｍ１  ，Ｍ２  ，…，Ｍｎ  は、例えば、図１に示す電気転てつ機１０とは異なり総回転角にかかわらずイナーシャＪ及びダンピング係数Ｄｒが略一定であるような装置である。記憶部１９は、図９に示すように、測定対象物Ｍ１  ，…，Ｍｎ  毎にイナーシャＪ１  ，…，Ｊｎ  及びダンピング係数Ｄｒ１  ，…，Ｄｒｎ  を補正情報として変換テーブル化し記憶している。この第３実施形態には、第１実施形態の効果に加えて、図２に示す操作部２４によって測定対象物Ｍ１  ，Ｍ２  ，…，Ｍｎ  の識別番号を入力するだけで記憶部１９から補正情報が読み出されて、トルク補正値を補正部２０によって簡単に補正することができる。
【００６８】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
（１）  この実施形態では、測定対象物として電気転てつ機１０を例に挙げて説明したがこれに限定するものではなく、回転操作部１３によって外部からトルクを作用させることができる他の測定対象物についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、総回転数に基づいて角速度及び角加速度を演算しているが、角速度を検出する角速度センサや角加速度を検出する角加速度センサによって角速度や角加速度を測定することもできる。
【００６９】
（２）  この実施形態では、総回転角と補正情報との関係を電気転てつ機１０毎に変換テーブル化して記憶部１９に記憶しているが、これらの関係を変換式として記憶部１９に記憶しこの変換式によって総回転角に対応する補正情報を演算することもできる。また、この実施形態では、各ステージ１〜５内で補正情報（補正係数）が一定である場合を例に挙げて説明したが、各ステージ１〜５内で補正情報が異なる場合には、総回転数毎に補正情報を記憶部１９に記憶させることもできる。さらに、この実施形態では、操作部２４の操作キーによって測定対象物物の識別番号を認識する場合を例に挙げて説明したがこれに限定するものではない。例えば、測定対象物にＩＤタグなどを添付又は埋め込み、タグリーダによって測定対象物の識別番号を認識したり、バーコード及びバーコードリーダによって測定対象物の識別番号を認識したりすることもできる。
【００７０】
（３）  この実施形態では、測定結果や補正結果を記録部２１，３１に記録しているが、持ち運びが容易なＩＣカードなどの情報記録媒体に記録することもできる。また、この実施形態では、角速度及び角加速度が許容範囲外であるときに警告発生部２３に警告を発生させているが、角速度又は角加速度のいずれか一方が許容範囲外であるときに警告発生部２３に警告を発生させることもできる。さらに、この実施形態では、入出力部２７，３４間を接続ケーブルなどで接続しているが、無線通信機器などの通信装置によってこれらの間を接続することもできる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、測定者や測定タイミングなどに依存せず測定対象物のみに依存する測定値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置を電気転てつ機に装着した状態を示す平面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置の斜視図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置のブロック図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置の記憶部の構成図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係るトルク補正装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】この発明の第２実施形態に係るトルク補正システムのブロック図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係るトルク補正システムのトルク測定装置側の動作を説明するフローチャートである。
【図８】この発明の第２実施形態に係るトルク補正システムのトルク補正装置側の動作を説明するフローチャートである。
【図９】この発明の第３実施形態に係るトルク補正装置の記憶部の構成図である。
【図１０】従来の転てつ機の負荷トルク測定装置による電気転てつ機の負荷トルクの測定結果を一例として示すグラフである。
【符号の説明】
１０  電気転てつ機
１１  トルク補正装置
１３  回転操作部
１３ａ  ハンドル部
１３ｂ  ソケット部
１５  総回転角測定部
１６  トルク測定部
１７  角速度演算部
１８  角加速度演算部
１９  記憶部
２０  補正部
２２  判定部
２３  警告発生部
２８  制御部
３０  トルク補正システム
３１  トルク測定装置
３２  測定装置側制御部
３３  トルク補正装置
３７  記憶部
３９  補正装置側制御部
【図１】
2005017087.tif 000008
【図２】
2005017087.tif 000009
【図３】
2005017087.tif 000010
【図４】
2005017087.tif 000011
【図５】
2005017087.tif 000012
【図６】
2005017087.tif 000013
【図７】
2005017087.tif 000014
【図８】
2005017087.tif 000015
【図９】
2005017087.tif 000016
【図１０】
2005017087.tif 000017