特許 5706247 トルク自動検量装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5706247

(24)【登録日】2015年3月6日

(45)【発行日】2015年4月22日

(54)【発明の名称】トルク自動検量装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 25/00 20060101AFI20150402BHJP

【ＦＩ】

   G01L25/00 D

【請求項の数】4

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2011-136643(P2011-136643)

(22)【出願日】2011年6月20日

(65)【公開番号】特開2012-27011(P2012-27011A)

(43)【公開日】2012年2月9日

【審査請求日】2014年3月4日

(31)【優先権主張番号】特願2010-140187(P2010-140187)

(32)【優先日】2010年6月21日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000155023

【氏名又は名称】株式会社堀場製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100113468

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 明子

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(72)【発明者】

【氏名】山本 昭将

(72)【発明者】

【氏名】毛野 克彦

【審査官】 三笠 雄司

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第１０２００６０５５６１４（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−６４１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３０７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平３−２２３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平５−９２６７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１１−４４６０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ２５／００，

Ｇ０１Ｍ １７／００，

９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイナモメータのトルク測定用回転子に連結されて、当該ダイナモメータのトルク検量を行うトルク自動検量装置であって、
一端がエンジンの出力軸に接続される前記トルク測定用回転子の他端側に配置されるものであり、
基台に対して回転自在に設けられ、前記トルク測定用回転子に同軸に連結される連結軸と、
前記連結軸と一体的に回転するものであり、当該連結軸に対して伸びる検量アームと、
前記連結軸を、当該連結軸がトルク測定用回転子の他端に連結される連結位置及びトルク測定用回転子の他端から離間した離間位置の間で移動させる移動機構と、
前記連結位置においてトルク測定用回転子に設けられた被係合部に係合し、トルク測定用回転子及び連結軸を回転方向において固定する回転方向固定機構と、
前記移動機構を制御する制御機構とを備え、
前記制御機構が、前記移動機構を制御して連結軸を連結位置に移動させて、前記回転方向固定機構によりトルク測定用回転子及び連結軸を回転方向において固定して連結する連結ステップを行うトルク自動検量装置。

【請求項2】

前記検量アームの左右の各自由端部に荷重を加える検量錘の個数又は種類を変更する荷重可変機構をさらに備え、
前記制御機構が、前記連結ステップの後に、前記荷重可変機構を制御して検量アームに加わる荷重を変更しつつダイナモメータを検量するトルク検量ステップを行う請求項１記載のトルク自動検量装置。

【請求項3】

前記トルク測定用回転子の他端に前記被係合部が設けられており、前記被係合部が、トルク測定用回転子の回転中心周りに設けられた複数の固定用孔からなり、
前記回転方向固定機構が、前記連結軸の先端部において前記固定用孔に対応して設けられた複数の固定ピンと、当該固定ピン及び前記連結軸の間に介在して設けられ、前記固定ピンを固定用孔に係合する方向に付勢する付勢部材と、前記固定ピンが前記固定用孔に係合したか否かを検出するための係合検出部とを有し、
前記制御機構が、前記連結位置において、前記係合検出部からの検出信号により、前記固定ピンが固定用孔に係合していないと判断した場合に、前記固定ピンが前記固定用孔に係合するまでトルク測定用回転子を回転させる請求項１又は２記載のトルク自動検量装置。

【請求項4】

前記検量アームを水平に調整する水平調整機構を備え、
前記制御機構が、前記連結軸が前記トルク測定用回転子に連結された状態で、前記水平調整機構を制御して検量アームを水平にする請求項１、２又は３記載のトルク自動検量装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンダイナモやシャシダイナモ等のダイナモメータにより得られるトルク計測値を検量するトルク検量装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジンダイナモやシャシダイナモ等のダイナモメータのトルク検量は、例えば特許文献１等に示すように、ダイナモメータの例えば回転ドラムや回転軸等のトルク測定用回転子に検量アームを固定することによって行われている。

【0003】

この検量アームの固定は、ユーザが手作業で行っており、具体的にユーザは、トルク測定用回転子の所定位置に持ち上げ静止させた状態で、ボルトを締めることによって固定している。

【0004】

しかしながら、検量アームは大型且つ重量の重いものもあり、固定作業を複数人で行う必要があったり、別途固定器具が必要になったりして、重労働で大がかりな作業となってしまう。また、固定作業が手間であり作業時間が長時間となってしまうという問題もある。さらに、検量アームの落下や転倒の恐れもあり安全性の面で問題がある。

【0005】

そして、検量アームをトルク測定用回転子に固定した後に行われる検量は、検量アームに１つ１つ検量錘を吊り下げる又は載置することによって行われている。

【0006】

この検量作業においては、ユーザの手作業によって検量アームに検量錘が吊り下げられ又は載置される。この検量錘は１つ１つが重く（例えば２０ｋｇ）、検量アームに検量錘を載置する作業は、重労働であり、安全性及び作業性の面で難がある。

【0007】

このようなことから、特許文献２等に示すように、検量アームに検量錘を吊り下げる又は載置する作業を軽減すべく、検量錘を自動的に検量アームに載置する自動載置装置が考えられている。

【0008】

しかしながら、この自動載置装置を用いた場合であっても、検量アームをトルク測定用回転子に固定する作業はユーザの手作業であり、さらに、当該検量アーム近傍に自動載置装置を移動させる必要がある。さらに、各検量錘を載置させる際には、ユーザが自動載置装置を操作する必要があり、検量中ユーザは自動載置装置に付きっきりにならざるを得ない。

【0009】

このように検量錘の吊り下げ又は載置作業の負担軽減を図るものがあるとしても、依然としてトルク検量には、検量アームの固定という手作業を伴うものであり、安全性及び作業性に難がある。また、検量アームの固定からトルク検量の終了まで長時間を要するという問題もある。さらに、トルク検量途中において自動載置装置を操作する必要があることから、ユーザはトルク検量中に時間的に制約されてしまうという問題もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開平１１−６４１４６号公報

【特許文献2】特開２００４−１５０８４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであり、ダイナモメータのトルク検量において、作業性及び安全性を向上させるとともに、トルク検量の時間短縮を可能にする使い勝手の良いトルク自動検量装置を提供することをその主たる所期課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

すなわち本発明に係るトルク自動検量装置は、ダイナモメータのトルク測定用回転子に連結されて、当該ダイナモメータのトルク検量を行うトルク自動検量装置であって、一端がエンジンの出力軸に接続される前記トルク測定用回転子の他端側に配置されるものであり、基台に対して回転自在に設けられ、前記トルク測定用回転子に同軸に連結される連結軸と、前記連結軸と一体的に回転するものであり、当該連結軸に対して伸びる検量アームと、前記連結軸を、当該連結軸がトルク測定用回転子の他端に連結される連結位置及びトルク測定用回転子の他端から離間した離間位置の間で移動させる移動機構と、前記連結位置においてトルク測定用回転子に設けられた被係合部に係合し、トルク測定用回転子及び連結軸を回転方向において固定する回転方向固定機構と、前記移動機構を制御する制御機構とを備え、前記制御機構が、前記移動機構を制御して連結軸を連結位置に移動させて、前記回転方向固定機構によりトルク測定用回転子及び連結軸を回転方向において固定して連結する連結ステップを行うことを特徴とする。

【0013】

このようなものであれば、トルク測定用回転子への検量アームの接続を自動で行うことができる。したがって、検量アームを手作業でトルク測定用回転子に接続することを不要にすることができ、作業性及び安全性を向上させることができる。さらに、検量アームの接続を自動で行うことから、検量時間の短縮も可能にすることができる。

【0014】

また、前記検量アームの左右の各自由端部に荷重を加える検量錘の個数又は種類を変更する荷重可変機構をさらに備え、前記制御機構が、前記連結ステップの後に、前記荷重可変機構を制御して検量アームに加わる荷重を変更しつつダイナモメータを検量するトルク検量ステップを行うことが望ましい。これならば、検量アームへの検量負荷の変更及びトルク検量まで自動で行うことができる。また、検量錘を手作業で検量アームに吊り下げ又は載置することも不要にすることができ、これによっても作業性及び安全性を向上させることができる。さらに、検量錘の吊り下げ又は載置を自動で行うことから、検量時間の短縮も可能にすることができ、その上、ユーザがトルク検量中にトルク検量装置を操作する必要が無く、トルク検量装置に付きっきりになる必要もない。

【0015】

また、検量アームと一体的に回転する連結軸がトルク測定用回転子と同軸に接続されるものであり、トルク測定用回転子との連結を簡単にすることができるとともに、トルク測定用回転子の側周面に径方向に沿って連結する場合に比べて種々のサイズのダイナモメータに対応可能とすることができる。さらに、回転方向固定機構により連結軸及びトルク測定用回転子が回転方向において固定されることから、トルク検量中においてトルク測定用回転子に対して検量アームがずれる心配が無く、精度良くトルク検量を行えるようになる。

【0016】

被係合部及び回転方向固定機構の具体的な実施の態様としては、前記トルク測定用回転子の一端にエンジンの出力軸が接続されるものであり、他端に前記被係合部が設けられており、前記被係合部が、トルク測定用回転子の回転中心周りに設けられた複数の固定用孔からなり、前記回転方向固定機構が、前記連結軸の先端部において前記固定用孔に対応して設けられた複数の固定ピンと、当該固定ピン及び前記連結軸の間に介在して設けられ、前記固定ピンを固定用孔に係合する方向に付勢する付勢部材と、前記固定ピンが前記固定用孔に係合したか否かを検出するための係合検出部とを有し、前記制御機構が、前記連結位置において、前記係合検出部からの検出信号により、前記固定ピンが固定用孔に係合していないと判断した場合に、前記固定ピンが前記固定用孔に係合するまでトルク測定用回転子を回転させることが望ましい。これならば、固定用孔及び固定ピンがトルク測定用回転子の回転中心周りに設けられており、回転方向において確実に固定することができる。また、固定ピンが付勢部材によって係合方向に付勢されていることから、仮に固定ピンが固定用孔に挿入されなかった場合には付勢部材が固定ピンが受ける衝撃を吸収することになり、トルク測定用回転子及び連結軸の連結部分の破損を防止することができる。さらに、制御機構が係合検出部からの検出信号により、係合の有無を判断してトルク測定用回転子を回転することにより、固定ピンを固定用孔に確実に挿入させることができる。

【0017】

前記検量アームを水平に調整する水平調整機構を備え、前記制御機構が、前記連結部が前記トルク測定用回転子に連結された状態で、前記水平調整機構を制御して検量アームを水平にすることが望ましい。これならば、検量アームをトルク測定用回転子に連結した状態で検量アームが水平でないことにより生じる検量誤差を防止することができる。特に、固定ピンを固定用孔に挿入するためにトルク測定用回転子を回転させた場合には、トルク測定用回転子の停止応答時間によってはトルク測定用回転子とともに連結軸及び検量アームが回転する恐れがあることから一層好適である。

【0018】

トルク検量はトルク測定用回転子を固定して行う必要があるが、検量アームを連結する前にトルク測定用回転子を固定してしまうと、被係合部と回転方向固定機構が係合せず、うまく連結できない場合が生じる。また、連結できたとしてもその後検量アームを水平に調整しようとした場合、トルク測定用回転子が固定されていては、その調整ができなくなる。このことから、前記トルク測定用回転子を固定する回転子固定機構を備え、前記制御機構が、前記水平調整機構により前記検量アームを水平にした状態で、前記回転子固定機構を制御して、前記トルク測定用回転子を固定することが望ましい。

【発明の効果】

【0019】

このように構成した本発明によれば、ダイナモメータのトルク検量において、作業性及び安全性を向上させるとともに、トルク検量の時間短縮を可能にする使い勝手の良いトルク自動検量装置を提供することできる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施形態のトルク自動検量装置及びエンジンダイナモメータの配置を示す模式的斜視図である。

【図2】同実施形態のトルク自動検量装置及びエンジンダイナモメータの配置を示す模式的側面図である。

【図3】同実施形態のトルク自動検量装置の模式的側面図である。

【図4】同実施形態の回転方向固定機構を示す模式図である。

【図5】同実施形態の荷重可変機構の検量錘及び検量錘ホルダを示す模式図である。

【図6】同実施形態の回転子固定機構を示す模式図である。

【図7】同実施形態の制御機構とアクチュエータ及びセンサ類との信号の授受を示す図である。

【図8】同実施形態のトルク自動検量装置の連結ステップの一例を示すフローチャートである。

【図9】同実施形態のトルク自動検量装置のトルク検量ステップの一例を示すフローチャートである。

【図10】同実施形態のトルク自動検量装置のトルク検量ステップの一例を示すフローチャートである。

【図11】変形実施形態の荷重可変機構の検量錘及び検量錘ホルダを示す模式図である。

【図12】変形実施形態に係る出力軸及び軸回転機構を示す模式図。

【図13】変形実施形態に係る出力軸の構成を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に本発明に係るトルク自動検量装置１００の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0022】

＜装置構成＞
本実施形態に係るトルク自動検量装置１００は、例えば自動車エンジン等の試験対象エンジンＥの出力軸Ｅ１に連結されて、当該試験対象エンジンＥの性能試験を行うエンジンダイナモメータＤのトルク検量を行うものである。

【0023】

なお、エンジンダイナモメータＤは、試験対象エンジンＥに負荷をかけるとともに、エンジンダイナモメータＤに設けたトルクメータ及び回転数メータによって測定したトルク又は回転数をダイナモコントローラに出力し、ダイナモコントローラによってトルク又は回転数が一定となるように負荷の調整を行うように構成されている。このダイナモメータＤのトルク測定用回転子である出力軸Ｄ１の一端には、試験対象エンジンＥの出力軸Ｅ１が連結される。また、ダイナモメータの出力軸Ｄ１には、トルクメータであるひずみゲージが取り付けられている。

【0024】

具体的にトルク自動検量装置１００は、図１及び図２に示すように、エンジンダイナモメータＤの出力軸Ｄ１（トルク測定用回転子）の他端側に設けられている。具体的にトルク自動検量装置１００は、エンジンダイナモメータＤが設けられた基台２００と同一基台上に設けられており、エンジンダイナモメータＤに対して、試験対象エンジンＥが配置される側とは反対側に配置されている。なお、トルク自動検量装置１００が配置される基台は、ダイナモメータＤが配置される基台と別であっても良い。

【0025】

そしてトルク自動検量装置１００は、図２及び図３に示すように、エンジンダイナモメータＤの出力軸Ｄ１に同軸に連結される連結軸２と、連結軸２に対して左右対称に伸びる検量アーム３と、連結軸２及び検量アーム３をダイナモメータＤの出力軸Ｄ１他端に対して進退移動させる移動機構４と、ダイナモメータＤの出力軸Ｄ１と連結軸２を回転方向において固定する回転方向固定機構５と、検量アーム３の左右の各自由端部に荷重を加える検量錘６１の個数を変更する荷重可変機構６と、検量アーム３を水平に調整する水平調整機構７と、ダイナモメータＤの出力軸Ｄ１の一端を固定する回転子固定機構８と、移動機構４、荷重可変機構６、水平調整機構７及び回転子固定機構８等を制御する制御機構９とを備える。なお、制御機構９は、図１等には図示していない。

【0026】

以下、各部２〜９について詳述する。

【0027】

連結軸２は、図２及び図３に示すように、基台２００に対して水平方向に回転自在に設けられており、ダイナモメータＤ側の一端（先端部）に後述する回転方向固定機構５が設けられるとともに、他端側に検量アーム３が一体的に固定されている。この連結軸２は、その回転中心がダイナモメータＤの出力軸Ｄ１の回転中心と一致するように、水平方向に沿って回転自在に、後述の支持柱４３１により支持されている。

【0028】

検量アーム３は、特に図３に示すように、連結軸２の他端に固定されて当該連結軸２と一体的に回転するメインアーム部３１と、当該メインアーム部３１の左右の各自由端部３１ａ、３１ｂに吊り下げられ、検量錘６１が載置される載置アーム部３２とを備えている。載置アーム部３２は、後述する荷重可変機構６により検量錘６１が載置される載置板３２ａと、当該載置板３２ａに一端が設けられて他端がメインアーム部３１の自由端部３１ａ、３１ｂに連結される懸垂アーム要素３２ｂとからなる。なお、メインアーム部３１における連結軸２から載置アーム部３２が連結されている位置までの長さは左右対称で規定値（Ｌ）とされており、載置アーム部３２に載置した検量錘６１の重量（Ｎ）により連結軸２に連結された出力軸Ｄ１に生じるトルク（Ｔ＝Ｎ×Ｌ）が算出可能に構成されている。

【0029】

移動機構４は、図１〜図３に示すように、連結軸２をその軸方向に沿って、連結位置Ｐ及び離間位置Ｑの間でスライド移動させるものである。なお、図１及び図２は連結軸２が離間位置にある状態を示している。連結位置Ｐは、連結軸２がダイナモメータＤの出力軸Ｄ１の他端に連結される位置であり、トルク自動検量装置１００によりエンジンダイナモメータＤのトルク検量が行われる位置である（図４参照）。また、離間位置Ｑは、連結軸２がダイナモメータＤの出力軸Ｄ１の他端から離間した位置であり、通常の試験対象エンジンＥの性能試験が行われる位置である（図４参照）。

【0030】

具体的に移動機構４は、図３に示すように、基台２００上面においてエンジンダイナモメータＤの出力軸Ｄ１（及び連結軸２）の軸方向に沿って設けられたレール部材４１と、当該レール部材４１上をスライド移動するスライダ４２と、当該スライダ４２上に設けられた可動台４３と、連結軸２が連結位置Ｐ及び離間位置Ｑとなるように可動台４３をスライド移動させるアクチュエータ４４とを有する。本実施形態のアクチュエータ４４はエアシリンダであり、ストローク量が一定とされており、連結位置Ｐ及び退避位置の２位置で停止可能なものである。このようなエアシリンダを用いることで移動機構４のアクチュエータ４４を安価に構成している。なお、エアシリンダ４４は、後述の制御機構９がエアシリンダ４４に設けられた電磁弁のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、供給又は停止される圧縮空気によって動作する。また、可動台４３上面には、連結軸２を回転自在に支持する支持柱４３１が設けられている。アクチュエータ４４は、エアシリンダに限定されず、モータ駆動のもの等であっても良い。

【0031】

回転方向固定機構５は、連結位置ＰにおいてダイナモメータＤの出力軸Ｄ１の他端に設けられた被係合部１０（図１参照）に係合し、出力軸Ｄ１及び連結軸２が回転方向において相対的に回転しないように固定するものである。

【0032】

ダイナモメータＤの出力軸Ｄ１の他端に設けられた被係合部１０は、図４に示すように、出力軸Ｄ１の回転中心軸周りに設けられた複数の固定用孔からなる。この複数の固定用孔１０は、回転中心軸周りの同一円上に等間隔に設けられている。

【0033】

そして回転方向固定機構５は、連結軸２の先端部において固定用孔１０に対応して設けられた複数の固定ピン５１と、当該固定ピン５１及び連結軸２の間に介在して設けられ、固定ピン５１を固定用孔１０に係合する方向に付勢する付勢部材５２と、固定ピン５１が固定用孔１０に係合したか否かを検出するための係合検出部５３（図３参照）とを有する。

【0034】

具体的に固定ピン５１と付勢部材５２は、連結軸２の先端部に設けられたホルダ５４に設けられている。ホルダ５４は、固定用孔１０に対応した収容部が設けられており、この収容部内に付勢部材５２であるコイルばねが伸縮可能に収容されるとともに、固定ピン５１がスライド可能に収容される。

【0035】

係合検出部５３もホルダ５４に設けられており、本実施形態では近接スイッチ（機械的接触なしに動作する位置検出用スイッチ）である。この係合検出部５３は、固定ピン５１が外部から押されて収容部の内部に挿入された結果、収容部の所定位置に存在することを検出するものであり、その検出信号を後述の制御機構９に出力する。

【0036】

荷重可変機構６は、図３に示すように、検量アーム３の左右の各自由端部３１ａ、３１ｂにそれぞれ設けられており、検量アーム３の載置アーム部３２に載置する検量錘６１の個数を変更するものである。具体的に荷重可変機構６は、複数の検量錘６１と、当該検量錘６１を保持する検量錘ホルダ６２と、当該検量錘ホルダ６２を鉛直方向（上下方向）に昇降移動させる昇降移動部６３とを有する。昇降移動部６３は、可動台４３上に鉛直方向（上下方向）に沿って立設されたレール部材と、当該レール部材上をスライド移動するスライダと、スライダをレール部材上で多点で停止させるためのアクチュエータ部とを有する。レール部材は、可動台４３上に設けられた支持部により鉛直方向に沿って設けられている。また、スライダには、検量錘ホルダ６２が接続されている。さらに、アクチュエータ部はスライダを所定値毎に停止可能なものであり、本実施形態では、スライダが接続されるボールねじ機構と、当該ボールねじ機構を駆動するステッピングモータとを有する。このステッピングモータは、後述の制御機器により回転角度が制御され、これにより、検量錘ホルダ６２の高さ位置が調整される。

【0037】

複数の検量錘６１は、図５に示すように、それぞれ概略円板形状をなすものであり、その中心部に検量アーム３の載置アーム部３２の懸垂アーム要素３２ｂが挿通される貫通孔６１ｈが形成されている。この貫通孔６１ｈは、懸垂アーム要素３２ｂよりも開口径が大きく、懸垂アーム要素３２ｂとは非接触となるように構成されている。なお、懸垂アーム要素３２ｂの下端に設けられた載置板３２ａは貫通孔６１ｈよりも大きい。

【0038】

また、各検量錘６１は、同一重量もの（例えば３５ｋｇ）であり、検量錘ホルダ６２に保持される検量錘６１は、上部の検量錘６１よりも下部の検量錘６１が小径且つ肉厚となるように構成されている。

【0039】

検量錘ホルダ６２は、複数の検量錘６１の形状（外径及び厚さ）に対応して形成された階段状の収容凹部６２１を備えており、各収容凹部６２１毎に対応する検量錘６１が１つずつ収容される。つまり、検量錘ホルダ６２は、下に行くに従って、各検量錘６１を収容する収容空間が同心円状に縮径するとともに、その深さが大きくなるように構成されている。また、収容凹部６２１に各検量錘６１が収容された状態で、各検量錘６１の間には所定の隙間が形成される。

【0040】

そして、昇降移動部６３により検量錘ホルダ６２を徐々に下降させていくと、検量錘ホルダ６２の収容凹部６２１に収容された検量錘６１から下から順番に載置アーム部３２の載置板３２ａ上に載置されていく。載置アーム部３２に検量錘６１が載置された状態で、当該検量錘６１は、載置アーム部３２に載置されていない検量錘６１（検量錘ホルダ６２に収容されている検量錘６１）と接触しないように構成されている。なお、図５においては、検量アーム３に検量錘６１が載置されていない状態（左側の図）と、検量アーム３に全ての検量錘６１が載置された状態（右側の図）とを示している。

【0041】

水平調整機構７は、図３に示すように、検量アーム３のメインアーム部３１の下方において、連結軸２の両側に左右対称位置に設けられており、メインアーム部３１の左右両側を下方から押し上げることによってメインアーム部３１を水平位置に調整する。具体的に水平調整機構７は、可動台４３上面に鉛直方向に移動可能に設けられた可動部材７１と、当該可動部材７１を鉛直方向に沿ってスライド移動させるアクチュエータ７２とを備えている。このアクチュエータ７２はエアシリンダを用いて構成されており、左右両側に設けられた水平調整機構７は、同一の力でメインアーム部３１を押し上げる。これにより、検量アーム３（メインアーム部３１）が水平位置に調整される。また、エアシリンダ７２は、後述の制御機構９がエアシリンダ７２に設けられた電磁弁のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、供給又は停止される圧縮空気によって動作する。なお、２つの水平調整機構７のエアシリンダ７２のストローク量を同一にし、当該ストローク量をメインアーム部３１が水平位置となるときのストローク量としておけば、水平調整機構７によりメインアーム部３１を押し上げることによってメインアーム部３１を水平位置に調整することもできる。なお、アクチュエータ７２は、エアシリンダに限定されず、モータ駆動のもの等であっても良い。

【0042】

回転子固定機構８は、ダイナモメータＤの出力軸Ｄ１の一端を基台２００に対して固定するものである。より詳細に回転子固定機構８は、ダイナモメータＤの出力軸Ｄ１の他端に連結軸２が連結され、水平調整機構７により検量アーム３が水平に調整された後に、出力軸Ｄ１の一端を固定する。具体的な構成は、図２及び図６に示すように、出力軸Ｄ１の一端側に設けられて、試験対象エンジンＥの出力軸Ｅ１が接続されるカップリング部材１１の外側周面に設けられた挿入孔１１ｈに挿入される固定ピン８１と、当該固定ピン８１を挿入位置Ｓ及び離脱位置Ｔの間でスライド移動させるアクチュエータ８２とを備えている。

【0043】

固定ピン８１及びアクチュエータ８２は、カップリング部材１１の下方に設けられ、固定ピン８１がカップリング部材１１に向かって鉛直方向に沿ってスライド移動するように構成されている。本実施形態のアクチュエータ８２はエアシリンダであり、後述の制御機構９がエアシリンダ７２に設けられた電磁弁のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、供給又は停止される圧縮空気によって動作する。なお、挿入位置Ｓとは、固定ピン８１が挿入孔１１ｈに挿入された位置であり、出力軸Ｄ１の一端が基台２００に対して固定される位置である。離脱位置Ｔとは、固定ピン８１が挿入孔１１ｈから抜け出て、出力軸Ｄ１の一端が基台２００に対して固定されていない位置である（図６参照）。アクチュエータ８２は、エアシリンダに限定されず、モータ駆動のもの等であっても良い。

【0044】

また、出力軸Ｄ１の一端に設けられたカップリング部材１１には、次のように挿入孔１１ｈが設けられている。つまり、連結軸２が出力軸Ｄ１に連結された状態（更には検量アーム３が水平に調整された状態）において挿入孔１１ｈが鉛直下方を向き、固定ピン８１と対向するように形成されている。なお、出力軸Ｄ１は、一回転中複数の回転角度で連結軸２と連結可能に構成されていることから、カップリング部材１１に設けられる挿入孔１１ｈも、連結される各回転角度において固定ピン８１が挿入可能なように、連結される各回転角度に対応して複数の挿入孔１１ｈが設けられている。本実施形態では、出力軸Ｄ１に６０度等配で固定用孔が設けられ、６０度毎に連結軸２と連結可能であることから、挿入孔１１ｈも６０度等配されている。

【0045】

制御機構９は、上述した移動機構４、荷重可変機構６、水平調整機構７及び回転子固定機構８を制御して、トルク検量を自動化するものである。その機器構成としては、図７に示すように、ＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェース等を備えた例えばＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）等の専用のコンピュータ、又は汎用のコンピュータを用いて構成されている。そして、メモリ内部に記憶させたプログラムによりＣＰＵ及び周辺機器が協働することにより、図７に示すように、各部と信号の授受を行うことにより、後述する所定の動作手順に従って、前記複数の機構をシーケンス制御してトルク自動検量を行う。

【0046】

＜動作手順＞
次に、本実施形態のトルク自動検量装置１００の動作の一例について制御機構９の動作とともに、図８〜図１０のフローチャートを参照して説明する。

【0047】

（１）連結ステップ（図８参照）
まず、ダイナモメータＤにより試験対象エンジンＥの性能試験を行っている場合には、ダイナモメータＤを停止して、出力軸Ｄ１の回転を停止させる（ステップＳａ１）。

【0048】

ダイナモメータＤの出力軸Ｄ１が停止していることを確認後、制御機構９の入出力インタフェースに接続された検量開始スイッチＳ１を押す。この検量開始スイッチＳ１からの検量開始信号を受信した制御機器９は、以下の順でトルク自動検量における連結ステップを開始する（ステップＳａ２）。なお、トルク検量開始前においては、トルク自動検量装置１００の連結軸２は離間位置Ｑにあり、ダイナモメータＤの出力軸Ｄ１と非連結である。

【0049】

まず、制御機器９は、トルク自動検量装置１００をダイナモメータＤの出力軸Ｄ１に連結すべく、移動機構４のエアシリンダ４４の電磁弁を制御する。これにより、エアシリンダ４４が可動台４３をダイナモメータＤ側に移動させる（ステップＳａ３）。このとき、可動台４３上に設けられた連結軸２及び検量アーム３だけでなく、荷重可変機構６、水平調整機構７も連結軸２と共にダイナモメータＤ側に移動する。

【0050】

エアシリンダ４４により可動台４３をダイナモメータＤ側に移動させて、出力軸Ｄ１の他端面と連結軸２の先端面とを近接させる（ステップＳａ４）。このとき、出力軸Ｄ１の他端面及び連結軸２の先端面は、回転方向固定機構５により回転方向の固定が確保できる程度に接近していれば良く、接触することを要しない。

【0051】

ここで、制御機器９は、回転方向固定機構５の近接スイッチ５３から検出信号を取得して、固定ピン５１が固定用孔１０に挿入されているか否か、つまり固定ピン５１と固定用孔１０との周方向の位置が合致しているかを判断する（ステップＳａ５）。固定ピン５１が固定用孔１０に挿入されていなければ、エンジンダイナモメータＤ内に設けられた回転モータ（不図示）を制御して、出力軸Ｄ１を例えば１回転／分等で微速回転させる（ステップＳａ６）。このとき係合検出部５３からの検出信号を常に取得して、固定用ピンが固定用孔１０に挿入されたことを検出した場合には、回転モータを停止させて出力軸Ｄ１の回転を停止させる（ステップＳａ７）。なお、出力軸Ｄ１を微速回転させる回転モータは、既設の回転モータであっても良いし、別付きの回転モータであっても良い。既設の回転モータで微速回転が難しい場合には、微速回転用の回転モータを別途設けることが望ましい。

【0052】

次に、制御機器９は、水平調整機構７のエアシリンダ７２の電磁弁を制御して、検量アーム３が水平位置となるように調整する（ステップＳａ８）。制御機器９は、水平調整機構７の可動部材７１を上昇させてメインアーム部３１を水平にした後、可動部材７１をメインアーム部３１から離間させる。この水平調整の終了後、制御機器９は、回転子固定機構７のエアシリンダ８２に供給する圧縮空気を制御して、固定ピン８１をカップリング部材１１の挿入孔１１ｈに挿入させる。これにより、出力軸Ｄ１の一端が基台２００に対して固定される（ステップＳａ９）。
なお、水平調整機構７の可動部材７１がメインアーム部３１に接触した状態で、回転子固定機構７により出力軸Ｄ１を固定するようにし、その後、可動部材７１をメインアーム部３１から離間させるようにしても良い。

【0053】

（２）トルク検量ステップ
（２−１）ゼロスパン校正ステップ（図８参照）
まず、制御機器９は、検量アーム３に検量錘６１の荷重がかかっていない状態（無荷重状態）で、ダイナモメータＤに設けられたトルクメータのトルク計測値を直接又はダイナモコントローラを介して取得して、ゼロ点とする（ステップＳｂ１）。

【0054】

そして、制御機器９は、右側の検量アーム３の下方に設けられた荷重可変機構６のステッピングモータの回転角度を制御して、検量錘ホルダ６２を下降させて、当該ホルダ６２に収容されている検量錘６１全てを右側の載置板３２ａに載置する（ステップＳｂ２）。このときダイナモメータＤに設けられたトルクメータのトルク計測値を直接又はダイナモコントローラを介して取得して、プラス側フルレンジの検量データを取得する（ステップＳｂ３）。なお、検量データは、トルクメータのトルク計測値と、検量錘６１の重量及び検量アームの長さから得られるトルク算出値とを比較することによって得られる。

【0055】

次に、制御機器９が、右側の荷重可変機構６のステッピングモータを制御して、検量錘ホルダ６２を上昇させて、右側の載置板３２ａの載置された全ての検量錘６１を検量アーム３から取り外す（無荷重状態）（ステップＳｂ４）。その後、制御機器９は、トルクメータのトルク計測値を直接又はダイナモコントローラを介して取得して、ゼロ点とする（ステップＳｂ５）。

【0056】

次に、制御機器９は、左側の検量アーム３の下方に設けられた荷重可変機構６のステッピングモータの回転角度を制御して、検量錘ホルダ６２を下降させて、当該ホルダ６２に収容されている検量錘６１全てを左側の載置板３２ａに載置する（ステップＳｂ６）。このときダイナモメータＤに設けられたトルクメータのトルク計測値を直接又はダイナモコントローラを介して取得して、マイナス側フルレンジの検量データを取得する（ステップＳｂ７）。

【0057】

次に、制御機器９が、左側の荷重可変機構６のステッピングモータを制御して、検量錘ホルダ６２を上昇させて、左側の載置板３２ａの載置された全ての検量錘６１を検量アーム３から取り外す（無荷重状態）（ステップＳｂ８）。その後、制御機器９は、トルクメータのトルク計測値を直接又はダイナモコントローラを介して取得して、ゼロ点とする（ステップＳｂ９）。

【0058】

（２−２）検量ステップ
上記のゼロスパン校正ステップ終了後、制御機器９は、左右いずれか一方の荷重可変機構６のステッピングモータを制御して、検量錘６１を１つずつ載置板３２ａ上に載置していき、検量アーム３に加えられる各荷重負荷を段階的に増やしていき、それら各荷重負荷における検量データを取得する（ステップＳｃ１）。

【0059】

詳細に言うと、制御機器９は、右側の荷重可変機構６のステッピングモータを制御して、１枚目（検量錘ホルダ６２の最下段に収容された検量錘６１）が検量アーム３の載置板３２ａ上に載置する。このとき、制御機構９は、トルクメータからトルク計測値を取得して、増量側１個目の検量データを取得する。次に、制御機器９は、右側の荷重可変機構６のステッピングモータを制御して、２枚目（検量錘ホルダ６２の下２段目に収容された検量錘６１）が検量アーム３の載置板３２ａ上に載置する。このとき、制御機構９は、トルクメータからトルク測定値を取得して、増量側２個目の検量データを取得する。同様にして、制御機構９は、１０枚目まで載置板３２ａ上に載置するように右側の荷重可変機構６のステッピングモータを制御して、１０個の増量側検量データを取得する。

【0060】

次に、制御機構９は、載置板３２ａ上に載置された１０個の検量錘６１を１つ１つ取り外しながら、検量アーム３に加えられる各荷重負荷を段階的に減らしていき、各荷重負荷における検量データを取得する（ステップＳｃ２）。

【0061】

つまり、制御機器９は、右側の荷重可変機構６のステッピングモータを制御して、１０枚目（検量錘ホルダ６２の最上段に収容される検量錘６１）を載置板３２ａから取り外す。このとき、制御機構９は、トルクメータからトルク計測値を取得して、減量側１個目の検量データを取得する。次に、制御機器９は、右側の荷重可変機構６のステッピングモータを制御して、９枚目（検量錘ホルダ６２の上２段目に収容される検量錘６１）を載置板３２ａから取り外す。このとき、制御機構９は、トルクメータからトルク計測値を取得して、減量側２個目の検量データを取得する。同様にして、制御機構９は、１枚目まで載置板３２ａから取り外されるように右側の荷重可変機構６のステッピングモータを制御して、１０個の減量側検量データを取得する。

【0062】

また、制御機器９は、右側の荷重可変機構６と同様に、左側の荷重可変機構６のステッピングモータを制御して、増量側及び減量側それぞれ１０個の検量データを取得する（ステップＳｃ３）。上記の手順により得られた検量データは、各検量錘６１が同一重量とされていることから、ゼロ点からフルレンジまでの等間隔に得ることができ、検量精度を向上させることができる。

【0063】

左右ともに各検量錘６１（各荷重負荷）における検量データの取得が終了した後、制御機器９は、移動機構４を制御することによって、連結軸２を出力軸Ｄ１の軸方向に沿って離間位置Ｑにスライド移動させる（ステップＳｃ４）。以上によって、トルク自動検量装置１００のトルク自動検量が終了する（ステップＳｃ５）。

【0064】

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係るトルク自動検量装置１００によれば、トルク測定用回転子への検量アーム３の接続から、当該検量アーム３への検量負荷の変更及びトルク検量まで自動で行うことができる。したがって、検量アーム３を手作業でトルク測定用回転子に接続することを不要にすることができ、作業性及び安全性を向上させることができる。また、検量錘６１を手作業で検量アーム３に吊り下げ又は載置することも不要にすることができ、これによっても作業性及び安全性を向上させることができる。さらに、検量アーム３の接続及び検量錘６１の吊り下げ又は載置を自動で行うことから、検量時間の短縮も可能にすることができ、その上、ユーザがトルク検量中にトルク検量装置を操作する必要が無く、トルク検量装置に付きっきりになる必要もない。

【0065】

また、検量アーム３と一体的に回転する連結軸２がトルク測定用回転子と同軸に接続されるものであり、トルク測定用回転子との連結を簡単にすることができるとともに、トルク測定用回転子の側周面に径方向に沿って連結する場合に比べて種々のサイズのダイナモメータＤに対応可能にすることができる。さらに、回転方向固定機構５により連結軸２及びトルク測定用回転子が回転方向において固定されることから、トルク検量中においてトルク測定用回転子に対して検量アーム３がずれる心配が無く、精度良くトルク検量を行えるようになる。

【0066】

さらに、固定用孔１０及び固定ピン５１が出力軸Ｄ１の回転中心周りに設けられており、回転方向において確実に固定することができる。また、固定ピン５１がコイルばね５２によって係合方向に付勢されていることから、コイルばね５２が固定ピン５１が受ける衝撃を吸収することになり、出力軸Ｄ１及び連結軸２の連結部分の破損を防止することができる。さらに、制御機構９が近接スイッチ５４からの検出信号により、係合の有無を判断して出力軸Ｄ１を回転することにより、固定ピン５１を固定用孔１０に確実に挿入させることができる。

【0067】

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

【0068】

例えば、前記実施形態のトルク自動検量装置は、エンジンダイナモメータを自動検量するものであったが、シャシダイナモメータにも適用することができる。この場合、連結軸は、シャシダイナモメータの回転ローラに軸方向に沿って連結される。

【0069】

また、前記実施形態では、被係合部が固定用孔であり、回転方向固定機構が固定ピン等から構成されたものであったが、逆であっても良い。つまり、被係合部を固定ピン等から構成されるものとして、回転方向固定機構を固定用孔としても良い。

【0070】

さらに、被係合部及び回転方向固定機構は、固定用孔及び固定ピンに限られず、回転方向における回転が固定されるものであれば、その他の形状、構造であっても良い。例えば、被係合部を出力軸の回転中心周りに対称に設けられた凹部として、回転方向固定機構をその凹部に嵌る凸部としても良い。

【0071】

その上、荷重可変機構の構成としては、検量錘ホルダの昇降移動に伴って、当該検量錘ホルダに収容された検量錘が１つずつ載置アーム部に載置される構成であれば良く、図１１に示すように、検量錘の貫通孔が、下側の検量錘ほど大きくなるように構成し、載置板をその貫通孔に対応して下側に行くに従って階段状に拡径するように構成しても良い。

【0072】

加えて、前記実施形態では、ダイナモコントローラと制御機器とを別構成としているが、共通のコンピュータにより構成しても良い。

【0073】

また、図１２に示すように、トルク自動検量装置が、出力軸Ｄ１を回転させる出力軸回転機構１２を有するものであっても良い。

【0074】

なおこの場合、出力軸Ｄ１は、図１３に示すように、出力軸本体Ｄ１１と、当該出力軸本体Ｄ１１の先端部に、出力軸本体Ｄ１１と同軸上に固定されたギア部材Ｄ１２と、当該ギア部材Ｄ１２の先端部に、出力軸本体Ｄ１１と同軸上に固定されたフランジ部材Ｄ１３とを有する。このフランジ部材の先端面に固定ピン５１が挿入される固定用孔１０が形成されている。なお、フランジ部材Ｄ１３はギア部材Ｄ１２に対して着脱可能であり、ギア部材Ｄ１２は出力軸本体Ｄ１１に対して着脱可能である。このようなものであれば、ギア部材Ｄ１２の摩耗等により交換が必要な場合には、当該ギア部材Ｄ１２のみを交換することができる。

【0075】

この出力軸回転機構１２は、連結ステップにおいて固定ピン５１が固定用孔１０に挿入されていない場合、つまり固定ピン５１と固定用孔１０との周方向の位置が合致していない場合に、出力軸Ｄ１に外部から回転力を加えて出力軸Ｄ１を回転させるものであり、基台２００上において出力軸Ｄ１の側方に配置されている。具体的に出力軸回転機構１２は、出力軸Ｄ１に設けられたギア部材Ｄ１２に噛み合って当該出力軸Ｄ１を回転させるものであり、ギア部材Ｄ１２の歯に噛み合うギア要素１２１と、当該ギア要素１２１を回転させる回転モータ１２２と、ギア要素１２１及び回転モータ１２２を保持する保持部材１２３と、当該保持部材１２３を前記ギア要素１２１がギア部材Ｄ１２に噛み合う噛み合い位置Ｘと、前記ギア要素１２１がギア部材Ｄ１２から離間する退避位置Ｙとの間で移動させる保持部材移動機構１２４とを有する。

【0076】

保持部材移動機構１２４は、基台２００上に固定されており、出力軸Ｄ１の軸方向と直交する水平方向に保持部材１２３をスライド移動させるものであり、レール１２４ａと当該レール１２４ａ上をスライド自在に設けられたスライダ１２４ｂと、当該スライダ１２４ｂ上に設けられて保持部材１２３が固定される固定台１２４ｃと、前記スライダ１２４ｃをレール１２４ａ上でスライド移動させる例えばエアシリンダ等のアクチュエータ部１２４ｄとを有する。

【0077】

この出力軸回転機構１２を有するトルク自動検量装置１００において、制御機器９は、固定ピン５１が固定用孔１０に挿入されていなければ、保持部材移動機構１２４のアクチュエータ部１２４ｄを制御して、保持部材１２３（ギア要素１２１）を退避位置Ｙから噛み合い位置Ｘに移動させる。そして制御機器９は、回転モータ１２２を制御して、ギア要素１２１及びギア部材Ｄ１２を介してフランジ部材Ｄ１３を例えば１回転／分等で微速回転させる（前記実施形態のステップＳａ６に対応）。

【0078】

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

【符号の説明】

【0079】

１００・・・トルク自動検量装置
Ｄ ・・・ダイナモメータ
Ｄ１ ・・・トルク測定用回転子（ダイナモメータの出力軸）
２００・・・基台
２ ・・・連結軸
３ ・・・検量アーム
Ｐ ・・・連結位置
Ｑ ・・・離間位置
４ ・・・移動機構
１０ ・・・被係合部
５ ・・・回転方向固定機構
５１ ・・・固定ピン
５２ ・・・付勢部材
５３ ・・・係合検出部
６ ・・・荷重可変機構
６１ ・・・検量錘
７ ・・・水平調整機構
８ ・・・回転子固定機構
９ ・・・制御機構

【図1】

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【図2】

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【図3】

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【図4】

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【図5】

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【図6】

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【図7】

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【図8】

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【図9】

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【図10】

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【図11】

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【図12】

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【図13】

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