(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
校正するトルクメータを取り付けるトルクメータ取付部と、
該トルクメータ取付部にあるトルクメータの測定軸に接続されて該測定軸と一体に回動可能なレバーと、
該レバーの支軸を回動自在な状態で支持する軸受と、
前記レバーを介して前記トルクメータにトルクを加えるための荷重を付加することが可能な荷重付加手段と、
を備えたトルク校正装置において、
前記軸受は、静圧気体軸受からなり、
この静圧気体軸受の軸受面内には、圧縮空気が供給される給気溝に囲まれたポケット内の空気圧を計測可能な圧力センサが配設されていて、
該圧力センサによる前記ポケット内の空気圧の計測値に基づき、前記トルクメータの取付状態が正常であるか否かを検出可能に構成されていることを特徴とするトルク校正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、校正するトルクメータの測定軸に接続されて該測定軸と一体に回動可能なレバーと、該レバーの支軸を回動自在な状態で支持する軸受と、レバーを介してトルクメータにトルクを付加するための荷重を付加することが可能な荷重付加手段と、を備えたトルク校正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
校正するトルクメータの測定軸に接続されて該測定軸と一体に回動可能なレバーと、該レバーを回動自在な状態で支持する軸受と、レバーを介してトルクメータにトルクを付加するための荷重を付加することが可能な荷重付加手段と、を備えたトルク校正装置では、トルクメータは、その測定軸がレバーの回動軸線上に配置されるように取り付けられている。
このため、従来では、例えば、図５に示すように、トルクメータ２の測定軸の両端にフランジ状の取付部材１６，１６を装着することによって、トルクメータ２の向きを所定方向（測定軸がレバーの回動軸と平行になる方向）に固定し、また、この取付部材１６，１６が装着されたトルクメータ２の取り付けに際して、例えば、図６に示す取付用治具６０を用いることによって、トルクメータ２の位置決めをするようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、トルクメータ２の取り付けに際して、上記のようにトルクメータ２の向きを固定し、トルクメータ２の位置決めをするようにしても、トルクメータ２の測定軸がレバーの回動軸線上からずれてしまう可能性が全く無いとは言えなかった。
そして、ずれた状態でトルクメータ２を取り付けた場合、トルクメータ２の測定軸やレバーの支軸にモーメントが生じて、トルクメータ２に付加しているトルク値に誤差が生じてしまう、という問題点があった。
また、トルクメータ２に付加しているトルク値と、トルクメータ２から出力されるトルク値との間に差異が生じた場合には、それが上記のような取付位置のズレによる誤差なのか、或いはトルクメータ２の検出誤差なのかを区別することができなかった。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、トルクメータの取付状態が正常であるか否かを検出可能にトルク校正装置を構成することによって、常に、トルクメータが正常に取り付けられた状態で校正試験が行われるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、
請求項１記載の発明は、校正するトルクメータ（２）を取り付けるトルクメータ取付部（１５）と、
該トルクメータ取付部にあるトルクメータの測定軸に接続されて該測定軸と一体に回動可能なレバー（１０）と、
該レバーの支軸（１１）を回動自在な状態で支持する軸受（１２）と、
前記レバーを介して前記トルクメータにトルクを加えるための荷重を付加することが可能な荷重付加手段（３０）と、
を備えたトルク校正装置（１）において、
前記軸受は、静圧気体軸受からなり、
この静圧気体軸受の軸受面内には、圧縮空気が供給される給気溝（４１ａ，…、４１ｂ，…）に囲まれたポケット（４１）内の空気圧を計測可能な圧力センサ（４０）が配設されていて、
該圧力センサによる前記ポケット内の空気圧の計測値に基づき、前記トルクメータの取付状態が正常であるか否かを検出可能に構成されている。
【０００６】
この請求項１記載の発明によれば、静圧気体軸受からなる軸受の軸受面内には、圧縮空気が供給される給気溝に囲まれたポケット内の空気圧を検出可能な圧力センサが配設されていて、該圧力センサによるポケット内の空気圧の計測値に基づき、トルクメータの取付状態が正常であるか否かを検出可能に構成されているため、当該トルク校正装置では、常に、トルクメータが正常に取り付けられた状態で校正試験が行われるようになる。
そのため、トルクメータに付加しているトルク値と、トルクメータから出力されるトルク値との間に差異が生じた場合には、それが取付位置のズレによる誤差ではなく、トルクメータの検出誤差であることを認識することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図１〜図４の図面を参照しながら説明する。
【０００８】
図１は、本発明に係るトルク校正装置を示す斜視図である。図２は、図１のトルク校正装置のトルクメータ取付部周辺を示す斜視図である。図３は、図１のトルク校正装置を構成する制御装置及び該制御装置に接続される各種電気機器を示すブロック図である。図４は、図１のトルク校正装置を構成するレバー及び該レバーを支持する軸受を示すもので、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は縦断面図である。
【０００９】
この実施の形態のトルク校正装置１は、図１に示すように、校正するトルクメータ２を取り付けるトルクメータ取付部１５、該トルクメータ取付部１５にあるトルクメータ２の測定軸の一方に接続されて該測定軸と一体に回動するレバー１０、該レバー１０の回動位置を調整するサーボモータ１４、レバー１０の水平方向の長さを測定するレバー長測定手段２０、レバー１０に重錘３１ａ，…を吊り下げてトルクメータ２にトルクを付加する荷重付加手段３０、この荷重付加手段３０の制御等を行う制御装置５０（図３）等により構成されている。
【００１０】
トルクメータ２は、トルクを測定するための測定軸を有し、トルクメータ取付部１５に組み付けられた状態において、図２に示すように、その測定軸の一端がサーボモータ１４の出力軸に、一方、測定軸の他端がレバー１０に、それぞれフランジ状の取付部材１６，…（図５）等を介して接続されている。即ち、レバー１０、トルクメータ２の測定軸及びサーボモータ１４の出力軸は、それぞれトルクを伝達可能な状態で直列に接続されている。
【００１１】
レバー１０は、その中央に架設された支軸１１が、本体フレーム１Ａ（図１）に設けられた軸受１２に支持されて、本体フレーム１Ａに対し回動自在となっている。
軸受１２は、静圧気体軸受により構成されている。
この軸受１２の軸受面１２Ａには、図４に示すように、軸方向に形成された給気溝４１ｂ，…と、円周方向に形成された給気溝４１ａ，…とにより四方を囲まれたポケット４１，…が複数形成されている。各給気溝４１ａ，…、４１ｂ，…には、クリーンエアユニット４５（図１）より、絞り４２，…を通して圧縮空気が供給されるようになっている。
各ポケット４１，…の間には、外部に連通する排気溝４３，…が形成されている。
また、軸受面１２Ａには、各ポケット４１，…内の空気圧を計測可能な圧力センサ４０，…が設置されている。
これら圧力センサ４０，…からの出力に基づき、制御装置５０は、軸受１２における負荷変動を監視して、トルクメータ２の取付状態が正常であるか否かを検出するようになっている。
また、レバー１０の両端には、図２に示すように、後述の重錘群３１に備わる釣り棒３１ｂと連結自在な釣り棒固定部１３ｂが、メタルバンド１３ａを介して取り付けられている。
【００１２】
サーボモータ１４は、図１に示すように、本体フレーム１Ａ上端に設けられたレール１８に沿って水平移動可能な可動テーブル１７上に設置されている。
この可動テーブル１７は、トルクメータ２の着脱に際してトルクメータ２の測定軸方向（レバー１０に対して近接離間する方向）に移動される。
【００１３】
レバー長測定手段２０は、図３に示すように、例えば、レーザ光源２１を用いた光学系の変位計により構成されている。
このレバー長計測手段２０は、例えば、うず電流式の変位センサ、静電容量式変位センサなどによって構成することも可能である。
【００１４】
荷重付加手段３０は、図１〜図３に示すように、複数の重錘３１ａ，…を直列に連結してなる複数種類（ここでは、３種）の重錘群３１，…と、これら重錘群３１，…を載置するテーブル３２と、レバー１０に吊り下げる重錘群３１，…の交換に際してテーブル３２を回転する重錘切換モータ３３ａと、レバー１０に付加する荷重（レバー１０に吊り下げる重錘３１ａ，…の数量）を増減するためにテーブル３２を昇降させるトルクレンジ切換モータ３３ｂと、テーブル３２の高さを検出可能なロータリエンコーダ３４と、レバー１０に付加されている荷重を検出可能なロードセル３５，…と、制御装置５０による制御の下、トルクレンジ切換モータ３３ｂや重錘切換モータ３３ａを制御する重錘加除コントローラ３６等により構成されている。
【００１５】
制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、Ｉ／Ｏインターフェイス等を備え、ＲＯＭ中に書き込まれている制御プログラムや制御データに従いＩ／Ｏインターフェイスに接続された各種機器を制御するようになっている。
制御装置５０には、図３に示すように、ＣＲＴ５１や、図には現れないキーボード等の入力手段が接続される他、サーボモータコントローラ１４Ａ、傾斜アンプ１９Ａ、測長器コントローラ２９、ロードセルアンプ３５Ａ、３５Ｂ、重錘加除コントローラ３６、トルクメータアンプ２Ａ及び軸受アンプ４０Ａ等が接続されている。
そして、サーボモータコントローラ１４Ａにはサーボモータ１４が、傾斜アンプ１９Ａにはレバー傾斜センサ１９，１９が、測長器コントローラ２９には測定レシーバ２８，２８が、ロードセルアンプ３５Ａ、３５Ｂにはロードセル３５，…が、重錘加除コントローラ３６には重錘切換モータ３３ａ、トルクレンジ切換モータ３３ｂ及びロータリエンコーダ３４が、トルクメータアンプ２Ａにはトルクメータ２が、軸受アンプ４０Ａには圧力センサ４０，…が、それぞれ接続されている。
【００１６】
この制御装置５０は、軸受アンプ４０Ａを介して圧力センサ４０，…から入力された入力信号に基づき、軸受１２における負荷変動を検出（トルクメータ２をトルクメータ取付部１５に取り付ける前と後で比較）して、トルクメータ２の取付状態が正常であるか否かを判定する。ここで、異常と判定される場合には、この判定結果を、例えば、ＣＲＴ５１等に表示するなどして作業者に対し報知する。この報知により、作業者は、一度トルクメータ２をトルクメータ取付部１５から取り外した後、測定軸がレバー１０の回動軸線上に配置されるように、トルクメータ２を再度つけ直す。
【００１７】
こうしてトルクメータ２が正常に取り付けられた後、制御装置５０は、トルクメータ２に所望のトルクを付加するため、重錘加除コントローラ３６を介して荷重付加手段３０を制御する。
即ち、キーボード等の入力手段からの入力や、ロードセルアンプ３５Ａ、３５Ｂを介してロードセル３５，…から入力された入力信号等に基づいて、重錘切換モータ３３ａを駆動することによりテーブル３２を回転してレバー１０端部の下方位置に所望の重錘群３１を配置すると共に、トルクレンジ切換モータ３３ｂを駆動することによりテーブル３２を昇降してレバー１０に吊り下げる重錘３１ａの数量を調整し、トルクメータ２に付加するトルクを制御する。
【００１８】
また、制御装置５０は、トルクメータ２にトルクを付加した際に、傾斜センサアンプ１９Ａを介してレバー傾斜センサ１９，１９から入力された入力信号等に基づいてレバー１０の傾斜状態を検出すると共に、この検出に基づいてレバー１０を地面に対し水平に保持すべく、サーボモータコントローラ１４Ａを介してサーボモータ１４を駆動制御する。
【００１９】
そして、制御装置５０は、測長器コントローラ２９を介して測定レシーバ２８，２８から入力された入力信号等に基づいて、レバー１０の水平方向の長さ（たわみが生じている状態）を求めると共に、このレバー１０の水平方向長さとトルク付加手段３０がレバー１０に付加している荷重との関係により、トルクメータ２に付加しているトルク値を演算する。そして、この基準となるトルク値（トルク基準値）と、トルクメータアンプ２Ａを介してトルクメータ２から出力されたトルク値（トルク測定値）とによりトルクメータ２の校正を行う。
【００２０】
この実施の形態のトルク校正装置１によれば、静圧気体軸受からなる軸受１２の軸受面１２Ａには、圧縮空気が供給される給気溝４１ａ，…、４１ｂ，…に囲まれたポケット４１，…内の空気圧を検出可能な圧力センサ４０，…が配設されていて、該圧力センサ４０，…によるポケット４１，…内の空気圧の計測値に基づき、トルクメータ２の取付状態が正常であるか否かを検出可能に構成されているため、当該トルク校正装置１では、常に、トルクメータ２が正常に取り付けられた状態で校正試験が行われるようになる。
そのため、トルクメータ２に付加しているトルク値と、トルクメータ２から出力されるトルク値との間に差異が生じた場合には、それが取付位置のズレによる誤差ではなく、トルクメータ２の検出誤差であることを認識することができる。
【００２１】
なお、この実施の形態では、圧力センサ４０，…を各ポケット４１，…毎に複数設けるようにしたが、その設置数量及び設置位置は適宜変更可能である。
また、レバー長測定手段２０や荷重付加手段３０の構成、レバー１０の形状等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係るトルク校正装置によれば、静圧気体軸受からなる軸受の軸受面内には、圧縮空気が供給される給気溝に囲まれたポケット内の空気圧を検出可能な圧力センサが配設されていて、該圧力センサによるポケット内の空気圧の計測値に基づき、トルクメータの取付状態が正常であるか否かを検出可能に構成されているため、当該トルク校正装置では、常に、トルクメータが正常に取り付けられた状態で校正試験が行われるようになる。
そのため、トルクメータに付加しているトルク値と、トルクメータから出力されるトルク値との間に差異が生じた場合には、それが取付位置のズレによる誤差ではなく、トルクメータの検出誤差であることを認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトルク校正装置を示す斜視図である。
【図２】図１のトルク校正装置のトルクメータ取付部周辺を示す斜視図である。
【図３】図１のトルク校正装置を構成する制御装置及び該制御装置に接続される各種電気機器を示すブロック図である。
【図４】図１のトルク校正装置を構成するレバー及び該レバーを支持する軸受を示すもので、（ａ）はその平断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は縦断面図である。
【図５】トルクメータの測定軸の両端にフランジ状の取付部材を装着した状態を示す斜視図である。
【図６】図５の状態のトルクメータの取り付けに際しトルクメータの位置決めをするための取付用治具を示す斜視図である。
【符号の説明】
１      トルク校正装置
１Ａ    本体フレーム
２      トルクメータ
１０    レバー
１１    支軸
１２    軸受
１２Ａ  軸受面
１５    トルクメータ取付部
３０    荷重付加手段
４０    圧力センサ
４１    ポケット
４１ａ、４１ｂ  給気溝
４２    絞り
４３    排気溝
４５    クリーンエアユニット
５０    制御装置
【図１】
0004215358.tif 000002
【図２】
0004215358.tif 000003
【図３】
0004215358.tif 000004
【図４】
0004215358.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004215358.tif 000007