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公開番号2024104945
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-06
出願番号2023009402
出願日2023-01-25
発明の名称機械装置のトルク推定装置、機械装置、トルク推定方法、およびプログラム
出願人日本精工株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類G01L 3/14 20060101AFI20240730BHJP(測定;試験)
要約【課題】トルクセンサを用いることなく、容易に軸受装置のトルクの推定が可能とする。
【解決手段】トルク推定装置であって、入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するための歯車とを含んで構成される機械装置における回転中の振動情報および回転速度情報を取得する取得手段と、前記振動情報および前記回転速度情報を用いて、前記歯車の噛み合いにより生じる振動に対応する所定の周波数における振動値を導出する導出手段と、前記導出手段にて導出した振動値に基づいて、前記入力軸のトルクを推定する推定手段と、を有する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するための歯車とを含んで構成される機械装置における回転中の振動情報および回転速度情報を取得する取得手段と、
前記振動情報および前記回転速度情報を用いて、前記歯車の噛み合いにより生じる振動に対応する所定の周波数における振動値を導出する導出手段と、
前記導出手段にて導出した振動値に基づいて、前記入力軸のトルクを推定する推定手段と、
を有するトルク推定装置。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記推定手段は、前記所定の周波数における振動値と、トルクとが予め対応付けて定義されたテーブルを用いて、トルクを推定する、ことを特徴とする請求項１に記載のトルク推定装置。
【請求項３】
前記機械装置は、１回転の間に回転速度が変化し、
前記導出手段は、前記振動情報を前記回転速度情報に基づいて、一定の回転速度とする変換を行った上で周波数を導出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のトルク推定装置。
【請求項４】
請求項１に記載のトルク推定装置と、
前記入力軸と、前記出力軸と、前記歯車とを含む機構部と、
前記トルク推定装置にて推定されたトルクに基づいて、制御量を算出する制御量算出手段と、
前記制御量算出手段にて算出された制御量を用いて、前記機構部を制御する機構制御手段と、
を備える機械装置。
【請求項５】
前記機械装置は、風力発電装置である、請求項４に記載の機械装置。
【請求項６】
入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するための歯車とを含んで構成される機械装置における回転中の振動情報および回転速度情報を取得する取得工程と、
前記振動情報および前記回転速度情報を用いて、前記歯車の噛み合いにより生じる振動に対応する所定の周波数における振動値を導出する導出工程と、
前記導出工程にて導出した振動値に基づいて、前記入力軸のトルクを推定する推定工程と、
を有するトルク推定方法。
【請求項７】
コンピュータに、
入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するための歯車とを含んで構成される機械装置における回転中の振動情報および回転速度情報を取得する取得工程と、
前記振動情報および前記回転速度情報を用いて、前記歯車の噛み合いにより生じる振動に対応する所定の周波数における振動値を導出する導出工程と、
前記導出工程にて導出した振動値に基づいて、前記入力軸のトルクを推定する推定工程と、
を実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械装置のトルク推定装置、機械装置、トルク推定方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、風車などの機械装置では、その内部に設けられる軸受装置などの回転部品に対するトルクが適切な範囲内となるように制御することが求められる。例えば、トルクが必要以上に大きくなった場合、軸受装置やその内部の歯車の寿命低下や、不具合発生の原因となり得る。逆にトルクが必要以上に小さくなった場合、軸受装置にてスキッディングなどが発生する恐れが生じる。そのため、軸受装置などの回転部品に対するトルクを測定するための方法が求められている。
【０００３】
一方、軸受装置の回転中に軸に対するトルクを計測することは困難である。トルクを検出するためにトルクセンサを用いることも可能であるが、トルクセンサを用いることで装置が煩雑になり、または、コストアップの要因ともなり得る。
【０００４】
例えば、特許文献１では、転がり軸受の回転動作時において発生する振動を測定し、測定した振動から得られる周波数に基づいて荷重を演算する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平１１－００２２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば風力発電装置のような比較的回転速度が遅い装置では、1回の回転が行われている最中にも回転速度が変化し得るが、回転速度が一定であることを前提とした特許文献１の技術では上記のような装置への適用には十分ではない可能性がある。
【０００７】
上記課題を鑑み、本発明は、トルクセンサを用いることなく、容易に軸受装置に対するトルクの推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は以下の構成を有する。すなわち、トルク推定装置であって、
入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するための歯車とを含んで構成される機械装置における回転中の振動情報および回転速度情報を取得する取得手段と、
前記振動情報および前記回転速度情報を用いて、前記歯車の噛み合いにより生じる振動に対応する所定の周波数における振動値を導出する導出手段と、
前記導出手段にて導出した振動値に基づいて、前記入力軸のトルクを推定する推定手段と、
を有する。
【０００９】
また、本発明の別の形態は以下の構成を有する。すなわち、機械装置であって、
トルク推定装置と、
入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するための歯車とを含む機構部と、
前記トルク推定装置にて推定されたトルクに基づいて、制御量を算出する制御量算出手段と、
前記制御量算出手段にて算出された制御量を用いて、前記機構部を制御する機構制御手段と、
を備え、
前記トルク推定装置は、
前記機械装置における回転中の振動情報および回転速度情報を取得する取得手段と、
前記振動情報および前記回転速度情報を用いて、前記歯車の噛み合いにより生じる振動に対応する所定の周波数における振動値を導出する導出手段と、
前記導出手段にて導出した振動値に基づいて、前記入力軸のトルクを推定する推定手段と、
を有する。
【００１０】
また、本発明の別の形態は以下の構成を有する。すなわち、トルク推定方法であって、
入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するための歯車とを含んで構成される機械装置における回転中の振動情報および回転速度情報を取得する取得工程と、
前記振動情報および前記回転速度情報を用いて、前記歯車の噛み合いにより生じる振動に対応する所定の周波数における振動値を導出する導出工程と、
前記導出工程にて導出した振動値に基づいて、前記入力軸のトルクを推定する推定工程と、
を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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