JP2002202212A - 低トルクトランスデューサ及びそれを用いたトルク測定装置 - Google Patents
低トルクトランスデューサ及びそれを用いたトルク測定装置Info
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
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- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 粘弾性物質にかかるトルク測定装置におい
て、低い双方向トルク力を精確に測定すると同時に、ト
ルク力よりも数桁大きい軸方向圧縮力に耐えてその軸方
向圧縮力を測定する。 【解決手段】 粘弾性物質試料は、図示しない上部金型
と下部金型との間に収納されて、これら上下金型間に駆
動力などが与えられて、トランスデューサ４０に伝達さ
れる。このトランスデューサ４０は、ハブ４２と、外側
リム４４と、外側リム４４とハブ４２とを接続し、トル
ク測定装置にかかるトルク力と軸方向圧縮力とに応答す
る複数のスポーク４６と、トルク力によってスポーク４
６に生じた表面ひずみに応答するように、スポークに固
定されるひずみ応答手段としてのストレンゲージ４８を
備える。
て、低い双方向トルク力を精確に測定すると同時に、ト
ルク力よりも数桁大きい軸方向圧縮力に耐えてその軸方
向圧縮力を測定する。 【解決手段】 粘弾性物質試料は、図示しない上部金型
と下部金型との間に収納されて、これら上下金型間に駆
動力などが与えられて、トランスデューサ４０に伝達さ
れる。このトランスデューサ４０は、ハブ４２と、外側
リム４４と、外側リム４４とハブ４２とを接続し、トル
ク測定装置にかかるトルク力と軸方向圧縮力とに応答す
る複数のスポーク４６と、トルク力によってスポーク４
６に生じた表面ひずみに応答するように、スポークに固
定されるひずみ応答手段としてのストレンゲージ４８を
備える。
Description
【０００１】
【０００２】本発明は低トルクトランスデューサ及びそ
れを用いたトルク測定装置に関するものであり、詳細に
は、低い双方向トルク力を精確に測定すると同時に、ト
ルク力よりも数桁大きい軸方向圧縮力に耐えてその軸方
向圧縮力を測定することができる低トルクトランスデュ
ーサ及びそれを用いたトルク測定装置に関するものであ
る。
れを用いたトルク測定装置に関するものであり、詳細に
は、低い双方向トルク力を精確に測定すると同時に、ト
ルク力よりも数桁大きい軸方向圧縮力に耐えてその軸方
向圧縮力を測定することができる低トルクトランスデュ
ーサ及びそれを用いたトルク測定装置に関するものであ
る。
【０００３】
【０００４】本発明はトルク測定のための装置、詳細に
はレオロジー的性質を決定するために粘弾性物質に加え
られた双方向トルク力を測定するための装置に関するも
のである。本発明は、Ｂａｒｋｅｒ他の米国特許第４，
５５２，０２５号（登録日１９８５年１１月１２日）に
記載のトランスデューサなどの、レオロジー試験機器に
用いられる既知のトルクトランスデューサの改良に関す
る。
はレオロジー的性質を決定するために粘弾性物質に加え
られた双方向トルク力を測定するための装置に関するも
のである。本発明は、Ｂａｒｋｅｒ他の米国特許第４，
５５２，０２５号（登録日１９８５年１１月１２日）に
記載のトランスデューサなどの、レオロジー試験機器に
用いられる既知のトルクトランスデューサの改良に関す
る。
【０００５】従来技術で既知のごとく、試験される粘弾
性物質の試料は、温度制御された対向する二つの金型間
に収納される。典型的には、下部金型は、試料にせん断
力を加える振動・回転力によって駆動される。典型的に
は、上部金型は、試料によって上部金型にかかる反動ト
ルクを測定するトランスデューサに接続されている。さ
らに試料は、金型間で試料を加圧状態に保持するために
必要な軸方向圧縮力を受ける。この圧力は、すべての金
型表面と試料の間の良好な接触を確保し、試料に回転せ
ん断力が加えられたときに試料がすべる可能性を最小限
にするために要求される。好適には、通常の力もトラン
スデューサを用いて測定することができる。
性物質の試料は、温度制御された対向する二つの金型間
に収納される。典型的には、下部金型は、試料にせん断
力を加える振動・回転力によって駆動される。典型的に
は、上部金型は、試料によって上部金型にかかる反動ト
ルクを測定するトランスデューサに接続されている。さ
らに試料は、金型間で試料を加圧状態に保持するために
必要な軸方向圧縮力を受ける。この圧力は、すべての金
型表面と試料の間の良好な接触を確保し、試料に回転せ
ん断力が加えられたときに試料がすべる可能性を最小限
にするために要求される。好適には、通常の力もトラン
スデューサを用いて測定することができる。
【０００６】従来技術のトルク・応力トランスデューサ
は、試料にかかるトルク力を測定すると同時に、軸方向
圧縮力に耐えてその軸方向圧縮力を測定する正方形の構
成を利用する。しかしながら、従来技術のトルク・応力
トランスデューサが正方形の構造であることで、そのト
ランスデューサには、試料にかかる大きな軸方向圧縮力
に耐えるために比較的厚い壁が必要となる。この従来技
術の構造では、トランスデューサの低トルク感度が大幅
に低下し、そのため高精度での低トルク測定がほとんど
不可能になる。
は、試料にかかるトルク力を測定すると同時に、軸方向
圧縮力に耐えてその軸方向圧縮力を測定する正方形の構
成を利用する。しかしながら、従来技術のトルク・応力
トランスデューサが正方形の構造であることで、そのト
ランスデューサには、試料にかかる大きな軸方向圧縮力
に耐えるために比較的厚い壁が必要となる。この従来技
術の構造では、トランスデューサの低トルク感度が大幅
に低下し、そのため高精度での低トルク測定がほとんど
不可能になる。
【０００７】比較的単純、小型、堅牢、かつ測定が、と
くに低トルク測定が高感度で精確なトランスデューサが
継続的に求められている。レオロジー試験機器は、大き
な軸方向圧縮力（最大４，０００ｌｂｓ）に耐えると同
時に反動トルク力（０．５ｉｎ−ｌｂｓ程に小さい）を
測定しなければならないので、精度が高く堅牢なトラン
スデューサが要求される。従来技術のトランスデューサ
の構造を用いると、低トルク感度と精度は、かかる大き
な軸方向圧縮力に耐える能力と引き替えになる。したが
って、産業界では、要求される精度で低トルク値を測定
するのに十分な感度であると同時に、大きな軸方向圧縮
力に耐えてその軸方向圧縮力を測定することのできるト
ランスデューサが必要とされている。
くに低トルク測定が高感度で精確なトランスデューサが
継続的に求められている。レオロジー試験機器は、大き
な軸方向圧縮力（最大４，０００ｌｂｓ）に耐えると同
時に反動トルク力（０．５ｉｎ−ｌｂｓ程に小さい）を
測定しなければならないので、精度が高く堅牢なトラン
スデューサが要求される。従来技術のトランスデューサ
の構造を用いると、低トルク感度と精度は、かかる大き
な軸方向圧縮力に耐える能力と引き替えになる。したが
って、産業界では、要求される精度で低トルク値を測定
するのに十分な感度であると同時に、大きな軸方向圧縮
力に耐えてその軸方向圧縮力を測定することのできるト
ランスデューサが必要とされている。
【０００８】本発明の目的は、トルク測定装置に用いる
トランスデューサを提供することである。そのトランス
デューサは、それ自身にかかるトルク力と軸方向圧縮力
に応答するものである。本発明のもう一つの目的は、比
較的低いトルク力を精確に測定すると同時に、比較的大
きな軸方向圧縮力に耐えることができる、トルク測定の
ためのトランスデューサを提供することである。
トランスデューサを提供することである。そのトランス
デューサは、それ自身にかかるトルク力と軸方向圧縮力
に応答するものである。本発明のもう一つの目的は、比
較的低いトルク力を精確に測定すると同時に、比較的大
きな軸方向圧縮力に耐えることができる、トルク測定の
ためのトランスデューサを提供することである。
【０００９】
【００１０】本発明の課題を解決するための手段は、下
記のとおりである。
記のとおりである。
【００１１】第１に、駆動要素によって装置にかかるト
ルク力と軸方向圧縮力とに応答するトルク測定装置に用
いるトランスデューサであって、ハブと、外側リムと、
外側リムとハブとを接続し、トルク測定装置にかかるト
ルク力と軸方向圧縮力とに応答する複数のスポークと、
トルク力によってスポークに生じた表面ひずみに応答す
るように、スポークに固定されるひずみ応答手段とを備
えることを特徴とする、低トルクトランスデューサ。第
２に、ハブが、支持部材に基礎固定されるものであるこ
とを特徴とする、上記第１に記載のトランスデューサ。
第３に、外側リムが、金型要素に接続されるものである
ことを特徴とする、上記第２に記載のトランスデュー
サ。第４に、トルク力より２桁大きい前記圧縮力を支え
ることができることを特徴とする、上記第３に記載のト
ランスデューサ。第５に、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトル
ク力を精確に測定することが可能であり、また４０００
ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能であるこ
とを特徴とする、上記第４に記載のトランスデューサ。
第６に、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以
下のトルク力を精確に測定することができることを特徴
とする、上記第５に記載のトランスデューサ。第７に、
振動・回転する駆動要素から金型要素に加えられた双方
向トルク力を測定するトルク測定装置であって、基礎固
定された支持部材に接続されたハブと、金型要素に接続
された外側リムと、外側リムとハブを接続し、振動・回
転力に応答し、双方向トルク力をかけることができる複
数のスポークと、双方向トルク力によってそこに生じた
表面ひずみに応答するように、スポークに固定されたひ
ずみ応答手段とを備えることを特徴とする、トルク測定
装置。第８に、双方向トルク力より２桁大きい軸方向圧
縮力を支えることができることを特徴とする、上記第７
に記載の装置。第９に、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下の双方向
トルク力を精確に測定することが可能であることを特徴
とする、上記第８に記載の装置。第１０に、０．５ｉｎ
−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確
に測定することができることを特徴とする、上記第９に
記載の装置。第１１に、スポークに固定されたひずみ応
答手段が、さらに、軸方向圧縮力によって生じた表面ひ
ずみに応答することを特徴とする、上記第１０に記載の
装置。第１２に、４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に
耐えることが可能であることを特徴とする、上記第１１
に記載の装置。第１３に、トルク力と軸方向圧縮力を同
時に測定することが可能なトルク測定装置であって、基
礎固定された支持部材に接続されたハブと、トルク力と
軸方向圧縮力の両方を受ける外側リムと、外側リムとハ
ブを接続し、外側リムに働くトルク力と軸方向圧縮力の
両方に応答する複数のスポークと、トルク力と軸方向圧
縮力によって生じた表面ひずみに応答するようにスポー
クに固定されたひずみ応答手段とを備えることを特徴と
する、トルク測定装置。第１４に、スポークが、トルク
力を支えることができる弱い軸と、軸方向圧縮力を支え
ることができる強い軸を有することを特徴とする、上記
第１３に記載の装置。第１５に、トルク力より２桁大き
い圧縮力を支えることができることを特徴とする、上記
第１４に記載の装置。第１６に、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下
のトルク力を精確に測定することが可能であることを特
徴とする、上記第１５に記載の装置。第１７に、４００
０ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能である
ことを特徴とする、上記第１６に記載の装置。第１８
に、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下の
トルク力を精確に測定することができることを特徴とす
る、上記第１７に記載の装置。第１９に、双方向トルク
力と軸方向圧縮力を同時に測定することが可能なトルク
測定装置であって、基礎固定された支持部材に接続され
たハブと、双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力の両方
を受ける外側リムと、外側リムとハブを接続し、外側リ
ムに働く双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力の両方に
応答する複数のスポークと、双方向の回転トルク力と軸
方向圧縮力によって生じた表面ひずみに応答するように
スポークに固定されたひずみ応答手段とを備えることを
特徴とする、トルク測定装置。第２０に、スポークが、
トルク力を支えることができる弱い軸と、軸方向圧縮力
を支えることができる強い軸を有することを特徴とす
る、上記第１９に記載の装置。第２１に、トルク力より
２桁大きい圧縮力を支えることができることを特徴とす
る、上記第２０に記載の装置。第２２に、５０ｉｎ−ｌ
ｂｓ以下の双方向トルク力を精確に測定することが可能
であることを特徴とする、上記第２１に記載の装置。第
２３に、４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えるこ
とが可能であることを特徴とする、上記第２２に記載の
装置。第２４に、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−
ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することができるこ
とを特徴とする、上記第２３に記載の装置。第２５に、
軸方向圧縮力下で第一の金型要素と第一の金型要素に対
して振動・回転することよって双方向トルク力を試料に
伝えるための第二の金型要素の間に収納された試料に加
えられた双方向トルク力と軸方向圧縮力を同時に測定す
るためのトランスデューサにおいて、基礎固定された支
持部材に接続されるハブと、第一の金型要素に接続され
る外側リムと、外側リムとハブとを接続し、振動・回転
力、および軸方向圧縮力に応答する複数のスポークと、
双方向トルク力と軸方向圧縮力によって生じた表面ひず
みに応答するようにスポークに固定されたひずみ応答手
段とを備えることを特徴とする、トランスデューサ。
ルク力と軸方向圧縮力とに応答するトルク測定装置に用
いるトランスデューサであって、ハブと、外側リムと、
外側リムとハブとを接続し、トルク測定装置にかかるト
ルク力と軸方向圧縮力とに応答する複数のスポークと、
トルク力によってスポークに生じた表面ひずみに応答す
るように、スポークに固定されるひずみ応答手段とを備
えることを特徴とする、低トルクトランスデューサ。第
２に、ハブが、支持部材に基礎固定されるものであるこ
とを特徴とする、上記第１に記載のトランスデューサ。
第３に、外側リムが、金型要素に接続されるものである
ことを特徴とする、上記第２に記載のトランスデュー
サ。第４に、トルク力より２桁大きい前記圧縮力を支え
ることができることを特徴とする、上記第３に記載のト
ランスデューサ。第５に、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトル
ク力を精確に測定することが可能であり、また４０００
ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能であるこ
とを特徴とする、上記第４に記載のトランスデューサ。
第６に、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以
下のトルク力を精確に測定することができることを特徴
とする、上記第５に記載のトランスデューサ。第７に、
振動・回転する駆動要素から金型要素に加えられた双方
向トルク力を測定するトルク測定装置であって、基礎固
定された支持部材に接続されたハブと、金型要素に接続
された外側リムと、外側リムとハブを接続し、振動・回
転力に応答し、双方向トルク力をかけることができる複
数のスポークと、双方向トルク力によってそこに生じた
表面ひずみに応答するように、スポークに固定されたひ
ずみ応答手段とを備えることを特徴とする、トルク測定
装置。第８に、双方向トルク力より２桁大きい軸方向圧
縮力を支えることができることを特徴とする、上記第７
に記載の装置。第９に、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下の双方向
トルク力を精確に測定することが可能であることを特徴
とする、上記第８に記載の装置。第１０に、０．５ｉｎ
−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確
に測定することができることを特徴とする、上記第９に
記載の装置。第１１に、スポークに固定されたひずみ応
答手段が、さらに、軸方向圧縮力によって生じた表面ひ
ずみに応答することを特徴とする、上記第１０に記載の
装置。第１２に、４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に
耐えることが可能であることを特徴とする、上記第１１
に記載の装置。第１３に、トルク力と軸方向圧縮力を同
時に測定することが可能なトルク測定装置であって、基
礎固定された支持部材に接続されたハブと、トルク力と
軸方向圧縮力の両方を受ける外側リムと、外側リムとハ
ブを接続し、外側リムに働くトルク力と軸方向圧縮力の
両方に応答する複数のスポークと、トルク力と軸方向圧
縮力によって生じた表面ひずみに応答するようにスポー
クに固定されたひずみ応答手段とを備えることを特徴と
する、トルク測定装置。第１４に、スポークが、トルク
力を支えることができる弱い軸と、軸方向圧縮力を支え
ることができる強い軸を有することを特徴とする、上記
第１３に記載の装置。第１５に、トルク力より２桁大き
い圧縮力を支えることができることを特徴とする、上記
第１４に記載の装置。第１６に、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下
のトルク力を精確に測定することが可能であることを特
徴とする、上記第１５に記載の装置。第１７に、４００
０ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能である
ことを特徴とする、上記第１６に記載の装置。第１８
に、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下の
トルク力を精確に測定することができることを特徴とす
る、上記第１７に記載の装置。第１９に、双方向トルク
力と軸方向圧縮力を同時に測定することが可能なトルク
測定装置であって、基礎固定された支持部材に接続され
たハブと、双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力の両方
を受ける外側リムと、外側リムとハブを接続し、外側リ
ムに働く双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力の両方に
応答する複数のスポークと、双方向の回転トルク力と軸
方向圧縮力によって生じた表面ひずみに応答するように
スポークに固定されたひずみ応答手段とを備えることを
特徴とする、トルク測定装置。第２０に、スポークが、
トルク力を支えることができる弱い軸と、軸方向圧縮力
を支えることができる強い軸を有することを特徴とす
る、上記第１９に記載の装置。第２１に、トルク力より
２桁大きい圧縮力を支えることができることを特徴とす
る、上記第２０に記載の装置。第２２に、５０ｉｎ−ｌ
ｂｓ以下の双方向トルク力を精確に測定することが可能
であることを特徴とする、上記第２１に記載の装置。第
２３に、４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えるこ
とが可能であることを特徴とする、上記第２２に記載の
装置。第２４に、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−
ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することができるこ
とを特徴とする、上記第２３に記載の装置。第２５に、
軸方向圧縮力下で第一の金型要素と第一の金型要素に対
して振動・回転することよって双方向トルク力を試料に
伝えるための第二の金型要素の間に収納された試料に加
えられた双方向トルク力と軸方向圧縮力を同時に測定す
るためのトランスデューサにおいて、基礎固定された支
持部材に接続されるハブと、第一の金型要素に接続され
る外側リムと、外側リムとハブとを接続し、振動・回転
力、および軸方向圧縮力に応答する複数のスポークと、
双方向トルク力と軸方向圧縮力によって生じた表面ひず
みに応答するようにスポークに固定されたひずみ応答手
段とを備えることを特徴とする、トランスデューサ。
【００１２】また、上記およびその他の目的を達成する
ために、本発明は、トルク測定のための装置であって、
ハブと、外側リムと、外側リムとハブを接続する複数個
のスポークとを備えており、スポークが、装置にかかる
トルク力と軸方向圧縮力に応答し、トルク力によって生
じた表面ひずみに応答するようにひずみ応答手段がスポ
ークに固定されていることを特徴とする装置を提供す
る。装置はさらに、回転・振動駆動要素によって装置に
かかる双方向トルクを測定することができる。装置はさ
らに、トルク力より数桁大きい軸方向圧縮力に耐えてそ
の軸方向圧縮力を測定することができる。より具体的な
手段として、以下の第１〜２５の手段を提案するもので
ある。
ために、本発明は、トルク測定のための装置であって、
ハブと、外側リムと、外側リムとハブを接続する複数個
のスポークとを備えており、スポークが、装置にかかる
トルク力と軸方向圧縮力に応答し、トルク力によって生
じた表面ひずみに応答するようにひずみ応答手段がスポ
ークに固定されていることを特徴とする装置を提供す
る。装置はさらに、回転・振動駆動要素によって装置に
かかる双方向トルクを測定することができる。装置はさ
らに、トルク力より数桁大きい軸方向圧縮力に耐えてそ
の軸方向圧縮力を測定することができる。より具体的な
手段として、以下の第１〜２５の手段を提案するもので
ある。
【００１３】第１の手段として、駆動要素によって装置
にかかるトルク力と軸方向圧縮力に応答するトルク測定
装置に用いるものであって、ハブと、外側リムと、前記
外側リムと前記ハブを接続する複数個のスポークであっ
て、該スポークが前記トルク測定装置にかかるトルク力
と軸方向圧縮力とに応答するスポークと、前記トルク力
によって前記スポークに生じた表面ひずみに応答するよ
うに該スポークに固定されたひずみ応答手段とを備える
ことを特徴とするトランスデューサを提案する。第２の
手段として、第１の手段に加えて、前記ハブが支持部材
に基礎固定されていることを提案する。第３の手段とし
て、第２の手段に加えて、前記外側リムが金型要素に接
続されていることを提案する。第４の手段として、第３
の手段に加えて、前記トルク力より２桁大きい前記圧縮
力を支えることができることを提案する。第５の手段と
して、第４の手段に加えて、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下のト
ルク力を精確に測定することが可能であり、また４００
０ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能である
ことを提案する。第６の手段として、第５の手段に加え
て、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下の
トルク力を精確に測定することができること提案する。
第７の手段として、振動・回転する駆動要素から金型要
素に加えられた双方向トルク力を測定する装置であっ
て、基礎固定された支持部材に接続されたハブと、金型
要素に接続された外側リムと、前記外側リムと前記ハブ
を接続する複数個のスポークであって、前記スポークに
双方向トルク力をかけることができる前記振動・回転力
に応答するスポークと、前記双方向トルク力によってそ
こに生じた表面ひずみに応答するように前記スポークに
固定されたひずみ応答手段とを備えることを特徴とする
装置を提案する。第８の手段として、第７の手段に加え
て、前記双方向トルク力より２桁大きい軸方向圧縮力を
支えることができること提案する。第９の手段として、
第８の手段に加えて、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下の双方向ト
ルク力を精確に測定することが可能であることを提案す
る。第１０の手段として、第９の手段に加えて、０．５
ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を
精確に測定することができることを提案する。第１１の
手段として、第１０の手段に加えて、前記スポークに固
定された前記ひずみ応答手段がさらに、前記軸方向圧縮
力によって生じた表面ひずみに応答することを提案す
る。第１２の手段として、第１１の手段に加えて、４０
００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能であ
ることを提案する。第１３の手段として、トルク力と軸
方向圧縮力を同時に測定することが可能な装置であっ
て、基礎固定された支持部材に接続されたハブと、トル
ク力と軸方向圧縮力の両方を受ける外側リムと、前記外
側リムと前記ハブを接続する複数個のスポークであっ
て、前記外側リムに働く前記トルク力と前記軸方向圧縮
力の両方に応答するスポークと、前記トルク力と前記軸
方向圧縮力によってそこに生じた表面ひずみに応答する
ように前記スポークに固定されたひずみ応答手段とを備
えることを特徴とする装置を提案する。第１４の手段と
して、第１３の手段に加えて、前記スポークが前記トル
ク力を支えることができる弱い軸と、前記軸方向圧縮力
を支えることができる強い軸を有することを提案する。
第１５の手段として、第１４の手段に加えて、トルク力
より２桁大きい圧縮力を支えることができることを提案
する。第１６の手段として、第１５の手段に加えて、５
０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することが
可能であることを提案する。第１７の手段として、第１
６の手段に加えて、４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力
に耐えることが可能であることを提案する。第１８の手
段として、第１７の手段に加えて、０．５ｉｎ−ｌｂｓ
以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定す
ることができることを提案する。第１９の手段として、
双方向トルク力と軸方向圧縮力を同時に測定することが
可能な装置であって、基礎固定された支持部材に接続さ
れたハブと、双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力の両
方を受ける外側リムと、前記外側リムと前記ハブを接続
する複数個のスポークであって、前記外側リムに働く前
記双方向の回転トルク力と前記軸方向圧縮力の両方に応
答するスポークと、前記双方向の回転トルク力と前記軸
方向圧縮力によってそこに生じた表面ひずみに応答する
ように前記スポークに固定されたひずみ応答手段とを備
えることを特徴とする装置を提案する。第２０の手段と
して、第１９の手段に加えて、前記スポークが前記トル
ク力を支えることができる弱い軸と、前記軸方向圧縮力
を支えることができる強い軸を有することを提案する。
第２１の手段として、第２０の手段に加えて、トルク力
より２桁大きい圧縮力を支えることができることを提案
する。第２２の手段として、第２１の手段に加えて、５
０ｉｎ−ｌｂｓ以下の双方向トルク力を精確に測定する
ことが可能であることを提案する。第２３の手段とし
て、第２２の手段に加えて、４０００ｌｂｓまでの軸方
向圧縮力に耐えることが可能であることを提案する。第
２４の手段として、第２３の手段に加えて、０．５ｉｎ
−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確
に測定することができることを提案する。第２５の手段
として、試料に加えられた双方向トルク力と軸方向圧縮
力を同時に測定するためのトランスデューサにおいて、
前記試料が軸方向圧縮力下で第一の金型要素と第二の金
型要素の間に収納されており、前記第二の金型要素が前
記第一の金型要素に対して振動・回転し、それによって
双方向トルク力を前記試料に伝えるのであって、基礎固
定された支持部材に接続されたハブと、第一の金型要素
に接続された外側リムであって、前記第一の金型要素
が、前記第二の金型要素によって前記試料にかかる振動
・回転力、および軸方向圧縮力に応答する外側リムと、
前記外側リムと前記ハブを接続する複数個のスポークで
あって、前記振動・回転力、および前記軸方向圧縮力に
応答するスポークと、前記双方向トルク力と前記軸方向
圧縮力によってそこに生じた表面ひずみに応答するよう
に前記スポークに固定されたひずみ応答手段とを備える
ことを特徴とするトランスデューサを提案する。
にかかるトルク力と軸方向圧縮力に応答するトルク測定
装置に用いるものであって、ハブと、外側リムと、前記
外側リムと前記ハブを接続する複数個のスポークであっ
て、該スポークが前記トルク測定装置にかかるトルク力
と軸方向圧縮力とに応答するスポークと、前記トルク力
によって前記スポークに生じた表面ひずみに応答するよ
うに該スポークに固定されたひずみ応答手段とを備える
ことを特徴とするトランスデューサを提案する。第２の
手段として、第１の手段に加えて、前記ハブが支持部材
に基礎固定されていることを提案する。第３の手段とし
て、第２の手段に加えて、前記外側リムが金型要素に接
続されていることを提案する。第４の手段として、第３
の手段に加えて、前記トルク力より２桁大きい前記圧縮
力を支えることができることを提案する。第５の手段と
して、第４の手段に加えて、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下のト
ルク力を精確に測定することが可能であり、また４００
０ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能である
ことを提案する。第６の手段として、第５の手段に加え
て、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下の
トルク力を精確に測定することができること提案する。
第７の手段として、振動・回転する駆動要素から金型要
素に加えられた双方向トルク力を測定する装置であっ
て、基礎固定された支持部材に接続されたハブと、金型
要素に接続された外側リムと、前記外側リムと前記ハブ
を接続する複数個のスポークであって、前記スポークに
双方向トルク力をかけることができる前記振動・回転力
に応答するスポークと、前記双方向トルク力によってそ
こに生じた表面ひずみに応答するように前記スポークに
固定されたひずみ応答手段とを備えることを特徴とする
装置を提案する。第８の手段として、第７の手段に加え
て、前記双方向トルク力より２桁大きい軸方向圧縮力を
支えることができること提案する。第９の手段として、
第８の手段に加えて、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下の双方向ト
ルク力を精確に測定することが可能であることを提案す
る。第１０の手段として、第９の手段に加えて、０．５
ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を
精確に測定することができることを提案する。第１１の
手段として、第１０の手段に加えて、前記スポークに固
定された前記ひずみ応答手段がさらに、前記軸方向圧縮
力によって生じた表面ひずみに応答することを提案す
る。第１２の手段として、第１１の手段に加えて、４０
００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能であ
ることを提案する。第１３の手段として、トルク力と軸
方向圧縮力を同時に測定することが可能な装置であっ
て、基礎固定された支持部材に接続されたハブと、トル
ク力と軸方向圧縮力の両方を受ける外側リムと、前記外
側リムと前記ハブを接続する複数個のスポークであっ
て、前記外側リムに働く前記トルク力と前記軸方向圧縮
力の両方に応答するスポークと、前記トルク力と前記軸
方向圧縮力によってそこに生じた表面ひずみに応答する
ように前記スポークに固定されたひずみ応答手段とを備
えることを特徴とする装置を提案する。第１４の手段と
して、第１３の手段に加えて、前記スポークが前記トル
ク力を支えることができる弱い軸と、前記軸方向圧縮力
を支えることができる強い軸を有することを提案する。
第１５の手段として、第１４の手段に加えて、トルク力
より２桁大きい圧縮力を支えることができることを提案
する。第１６の手段として、第１５の手段に加えて、５
０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することが
可能であることを提案する。第１７の手段として、第１
６の手段に加えて、４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力
に耐えることが可能であることを提案する。第１８の手
段として、第１７の手段に加えて、０．５ｉｎ−ｌｂｓ
以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定す
ることができることを提案する。第１９の手段として、
双方向トルク力と軸方向圧縮力を同時に測定することが
可能な装置であって、基礎固定された支持部材に接続さ
れたハブと、双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力の両
方を受ける外側リムと、前記外側リムと前記ハブを接続
する複数個のスポークであって、前記外側リムに働く前
記双方向の回転トルク力と前記軸方向圧縮力の両方に応
答するスポークと、前記双方向の回転トルク力と前記軸
方向圧縮力によってそこに生じた表面ひずみに応答する
ように前記スポークに固定されたひずみ応答手段とを備
えることを特徴とする装置を提案する。第２０の手段と
して、第１９の手段に加えて、前記スポークが前記トル
ク力を支えることができる弱い軸と、前記軸方向圧縮力
を支えることができる強い軸を有することを提案する。
第２１の手段として、第２０の手段に加えて、トルク力
より２桁大きい圧縮力を支えることができることを提案
する。第２２の手段として、第２１の手段に加えて、５
０ｉｎ−ｌｂｓ以下の双方向トルク力を精確に測定する
ことが可能であることを提案する。第２３の手段とし
て、第２２の手段に加えて、４０００ｌｂｓまでの軸方
向圧縮力に耐えることが可能であることを提案する。第
２４の手段として、第２３の手段に加えて、０．５ｉｎ
−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確
に測定することができることを提案する。第２５の手段
として、試料に加えられた双方向トルク力と軸方向圧縮
力を同時に測定するためのトランスデューサにおいて、
前記試料が軸方向圧縮力下で第一の金型要素と第二の金
型要素の間に収納されており、前記第二の金型要素が前
記第一の金型要素に対して振動・回転し、それによって
双方向トルク力を前記試料に伝えるのであって、基礎固
定された支持部材に接続されたハブと、第一の金型要素
に接続された外側リムであって、前記第一の金型要素
が、前記第二の金型要素によって前記試料にかかる振動
・回転力、および軸方向圧縮力に応答する外側リムと、
前記外側リムと前記ハブを接続する複数個のスポークで
あって、前記振動・回転力、および前記軸方向圧縮力に
応答するスポークと、前記双方向トルク力と前記軸方向
圧縮力によってそこに生じた表面ひずみに応答するよう
に前記スポークに固定されたひずみ応答手段とを備える
ことを特徴とするトランスデューサを提案する。
【００１４】
【００１５】本発明は、付属の図面を参照して、下記の
推奨実施態様の説明を読むことによってよりよく理解さ
れよう。なお、以下に本発明を本明細書の実施態様と推
奨実施態様において説明するが、本発明はそれに限定さ
れるものではない。以下に示す実施態様は開示を目的と
して選択されたものであり、これらの実施態様に対し
て、本発明の精神と範囲を逸脱することのない変更と修
正を加えることもできる。
推奨実施態様の説明を読むことによってよりよく理解さ
れよう。なお、以下に本発明を本明細書の実施態様と推
奨実施態様において説明するが、本発明はそれに限定さ
れるものではない。以下に示す実施態様は開示を目的と
して選択されたものであり、これらの実施態様に対し
て、本発明の精神と範囲を逸脱することのない変更と修
正を加えることもできる。
【００１６】本発明に係るトランスデューサは、精確な
低トルク測定が所望される他の分野にも使用できるが、
本明細書中に記載されている本発明の推奨実施態様で
は、本発明を粘弾性物質の試料試験に利用している。粘
弾性物質には、完全に弾性でもなく完全にニュートン流
体でもないが、弾性固体の特性の一部と流体の特性の一
部を有する物質が含まれる。粘弾性物質に働く力の反応
を測定することによって、粘弾性物質のレオロジー的性
質を決定することができる。しかしながら、当業者にと
って、本発明が、精確な低トルク測定を所望する他の分
野にも使用できることは自明であろう。
低トルク測定が所望される他の分野にも使用できるが、
本明細書中に記載されている本発明の推奨実施態様で
は、本発明を粘弾性物質の試料試験に利用している。粘
弾性物質には、完全に弾性でもなく完全にニュートン流
体でもないが、弾性固体の特性の一部と流体の特性の一
部を有する物質が含まれる。粘弾性物質に働く力の反応
を測定することによって、粘弾性物質のレオロジー的性
質を決定することができる。しかしながら、当業者にと
って、本発明が、精確な低トルク測定を所望する他の分
野にも使用できることは自明であろう。
【００１７】本発明に係るトランスデューサは、試料が
せん断力を受けるような多くの種類のゴム処理機器、特
に、ラバープロセス分析器（ＲＰＡｓ）、ムーニー粘度
計、レオメーター、および最小トルク力を精確に測定し
なければならないと同時に、トルク力より数桁大きい軸
方向圧縮力に耐えてその軸方向圧縮力を測定しなければ
ならない他のレオロジー試験機器に使用することができ
る。
せん断力を受けるような多くの種類のゴム処理機器、特
に、ラバープロセス分析器（ＲＰＡｓ）、ムーニー粘度
計、レオメーター、および最小トルク力を精確に測定し
なければならないと同時に、トルク力より数桁大きい軸
方向圧縮力に耐えてその軸方向圧縮力を測定しなければ
ならない他のレオロジー試験機器に使用することができ
る。
【００１８】図１は、本発明によるトランスデューサの
斜視図である。図２は、本発明によるトランスデューサ
の平面図である。図３は、本発明によるトランスデュー
サの底面図である。図４は、図３の線５−５に沿ったト
ランスデューサの断面図である。図５は、本発明による
トランスデューサを用いるトルク測定装置の正面図であ
る。この装置は、試料のレオロジー的性質を決定するた
めの、試料にかかるトルクと軸方向圧縮力の両方の測定
に使用されるものである。図６は、図５の装置の一部縦
断面図である。
斜視図である。図２は、本発明によるトランスデューサ
の平面図である。図３は、本発明によるトランスデュー
サの底面図である。図４は、図３の線５−５に沿ったト
ランスデューサの断面図である。図５は、本発明による
トランスデューサを用いるトルク測定装置の正面図であ
る。この装置は、試料のレオロジー的性質を決定するた
めの、試料にかかるトルクと軸方向圧縮力の両方の測定
に使用されるものである。図６は、図５の装置の一部縦
断面図である。
【００１９】図１から図４に示した本発明によるトルク
測定のためのトランスデューサ４０は、ハブ４２と、外
側リム４４と、外側リム４４とハブ４２とを相互接続す
る複数個のスポーク４６とを備えている。本発明のトラ
ンスデューサ４０は、中心穴４３を有するハブ４２と、
外側リム４４とを備えており、これらハブと外側リム
は、複数個のスポーク４６によって相互接続されてい
る。
測定のためのトランスデューサ４０は、ハブ４２と、外
側リム４４と、外側リム４４とハブ４２とを相互接続す
る複数個のスポーク４６とを備えている。本発明のトラ
ンスデューサ４０は、中心穴４３を有するハブ４２と、
外側リム４４とを備えており、これらハブと外側リム
は、複数個のスポーク４６によって相互接続されてい
る。
【００２０】スポーク４６の表面には、トルク力によっ
てスポークに生じた表面ひずみに応答するひずみ応答手
段としてストレンゲージ４８が取り付けられ、トルクと
軸方向圧縮力に関する情報がトランスデューサ４０に取
り付けられたデータケーブル５０によってトランスデュ
ーサから外部に伝達される。
てスポークに生じた表面ひずみに応答するひずみ応答手
段としてストレンゲージ４８が取り付けられ、トルクと
軸方向圧縮力に関する情報がトランスデューサ４０に取
り付けられたデータケーブル５０によってトランスデュ
ーサから外部に伝達される。
【００２１】本発明の推奨実施態様によれば、ハブ４２
は、ハブ４２を回転静止状態に維持するために支持要素
（後述する上部クロスヘッドに接続されたトランスデュ
ーサマウント）に接続されている。外側リム４４は、第
一の上部金型要素（例えば、後述するように、続けて金
型取付フランジ３９に取り付けられているアダプタフラ
ンジ３７）に接続されており、第一の上部金型要素が、
振動・回転駆動要素（図示せず）によって駆動される第
二の下部金型要素によって加えられたトルク力と軸方向
圧縮力に応答する。この構造を利用することによって、
本発明のトランスデューサ４０は、最小トルク力を精確
に測定すると同時に、トルク力より数桁大きい軸方向圧
縮力に耐えることができる。
は、ハブ４２を回転静止状態に維持するために支持要素
（後述する上部クロスヘッドに接続されたトランスデュ
ーサマウント）に接続されている。外側リム４４は、第
一の上部金型要素（例えば、後述するように、続けて金
型取付フランジ３９に取り付けられているアダプタフラ
ンジ３７）に接続されており、第一の上部金型要素が、
振動・回転駆動要素（図示せず）によって駆動される第
二の下部金型要素によって加えられたトルク力と軸方向
圧縮力に応答する。この構造を利用することによって、
本発明のトランスデューサ４０は、最小トルク力を精確
に測定すると同時に、トルク力より数桁大きい軸方向圧
縮力に耐えることができる。
【００２２】また本発明のトランスデューサは、５０ｉ
ｎ−ｌｂｓまでのトルク力を精確に測定すると同時に、
４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えてこの軸方向
圧縮力を測定することができるが、臨界トルク力測定範
囲は０．５と１０ｉｎ−ｌｂｓの間と考えられる。
ｎ−ｌｂｓまでのトルク力を精確に測定すると同時に、
４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えてこの軸方向
圧縮力を測定することができるが、臨界トルク力測定範
囲は０．５と１０ｉｎ−ｌｂｓの間と考えられる。
【００２３】ハブ４２と外側リム４４は、常にトルク測
定装置等の試験機器に接続しておくことができるが、好
適にはボルトなどによって取り外し可能な形で、それぞ
れ支持要素と金型要素に接続し、トランスデューサ４０
が試験機器から容易に着脱できるようにする。
定装置等の試験機器に接続しておくことができるが、好
適にはボルトなどによって取り外し可能な形で、それぞ
れ支持要素と金型要素に接続し、トランスデューサ４０
が試験機器から容易に着脱できるようにする。
【００２４】図１から図４に示したごとく、ハブ４２に
は穴５３が形成されており、それによってハブ４２を支
持要素に、ボルトによって着脱可能に取り付けることが
できる。さらに、外側リム４４には穴５２が形成されて
おり、それによって外側リム４４を上部金型要素に、ボ
ルトによって着脱可能に取り付けることができる。
は穴５３が形成されており、それによってハブ４２を支
持要素に、ボルトによって着脱可能に取り付けることが
できる。さらに、外側リム４４には穴５２が形成されて
おり、それによって外側リム４４を上部金型要素に、ボ
ルトによって着脱可能に取り付けることができる。
【００２５】外側リム４４を回転静止状態に保つために
支持要素に接続し、ハブ４２をそこに働くトルク力と軸
方向圧縮力に応答する上部金型要素に接続することもで
き、それでも本発明の範囲内であると理解されるものと
する。
支持要素に接続し、ハブ４２をそこに働くトルク力と軸
方向圧縮力に応答する上部金型要素に接続することもで
き、それでも本発明の範囲内であると理解されるものと
する。
【００２６】スポーク４６の、ハブ４２および外側リム
４４への接続は、スポーク４６がトランスデューサ４０
にかかる軸方向圧縮力とトルク力に耐えるように構造的
に安定した仕方で、例えば、溶接、好適には一体物の金
属からトランスデューサを機械工作することによって行
わなければならない。さらにスポーク４６と、外側リム
４４およびハブ４２との間のかかる接続は、そこにかか
るトルクと軸方向圧縮力を繰り返し受ける中で構造上の
完全性を維持しなければならない。
４４への接続は、スポーク４６がトランスデューサ４０
にかかる軸方向圧縮力とトルク力に耐えるように構造的
に安定した仕方で、例えば、溶接、好適には一体物の金
属からトランスデューサを機械工作することによって行
わなければならない。さらにスポーク４６と、外側リム
４４およびハブ４２との間のかかる接続は、そこにかか
るトルクと軸方向圧縮力を繰り返し受ける中で構造上の
完全性を維持しなければならない。
【００２７】各スポーク４６は、トルクと軸方向圧縮力
に耐えることができればどんな構造でも採用することが
できるが、本実施態様におけるスポーク４６は、どれ
も、所定の厚さの同一長方形の部材によって形成されて
いる。各スポーク４６は、トランスデューサ４０の回転
軸５６に平行である短い外縁５４に沿って、ハブ４２と
外側リム４４に取り付けられている。他方、各スポーク
４６の長い外縁５８は、トランスデューサ４０の回転軸
５６に対して直角となっている。
に耐えることができればどんな構造でも採用することが
できるが、本実施態様におけるスポーク４６は、どれ
も、所定の厚さの同一長方形の部材によって形成されて
いる。各スポーク４６は、トランスデューサ４０の回転
軸５６に平行である短い外縁５４に沿って、ハブ４２と
外側リム４４に取り付けられている。他方、各スポーク
４６の長い外縁５８は、トランスデューサ４０の回転軸
５６に対して直角となっている。
【００２８】この構造を利用することによって、外側リ
ム４４の回転により各スポーク４６に働く最小トルク力
は、各スポーク４６の弱い軸によって支えられていると
きに準備万端として測定することができ、外側リム４４
によって各スポークに働くより大きな軸方向圧縮力は、
各スポーク４６の強い軸によって支えられて測定するこ
とができる。したがって、この構造を利用することによ
って、本発明のトランスデューサ４０は、試料にかかる
比較的小さなトルク力を十分な感度で測定すると同時
に、試料にかかる比較的大きな軸方向圧縮力に耐えてこ
の軸方向圧縮力を測定することができる。
ム４４の回転により各スポーク４６に働く最小トルク力
は、各スポーク４６の弱い軸によって支えられていると
きに準備万端として測定することができ、外側リム４４
によって各スポークに働くより大きな軸方向圧縮力は、
各スポーク４６の強い軸によって支えられて測定するこ
とができる。したがって、この構造を利用することによ
って、本発明のトランスデューサ４０は、試料にかかる
比較的小さなトルク力を十分な感度で測定すると同時
に、試料にかかる比較的大きな軸方向圧縮力に耐えてこ
の軸方向圧縮力を測定することができる。
【００２９】スポーク４６が、支えるトルク力と軸方向
圧縮力を、スポーク４６内の曲げひずみに応じて決定す
るため、スポーク４６に働くひずみに応答する適切な電
気インピーダンス手段ならどのような手段でもスポーク
に取り付けることができる。好適には、周知のストレン
ゲージ４８をスポーク４６の表面に取り付けて、トルク
力と軸方向圧縮力の両方によってそこに発生したひずみ
を測定するようにすることができる。ストレンゲージ４
８によって集められたトルク力と軸方向圧縮力に関する
情報が即時処理されてトランスデューサ４０に取り付け
られたデータケーブル５０を介してトランスデューサか
ら伝達されるように、好ましくは、ハブ４２の頂部に回
路基板６０を取り付ける。
圧縮力を、スポーク４６内の曲げひずみに応じて決定す
るため、スポーク４６に働くひずみに応答する適切な電
気インピーダンス手段ならどのような手段でもスポーク
に取り付けることができる。好適には、周知のストレン
ゲージ４８をスポーク４６の表面に取り付けて、トルク
力と軸方向圧縮力の両方によってそこに発生したひずみ
を測定するようにすることができる。ストレンゲージ４
８によって集められたトルク力と軸方向圧縮力に関する
情報が即時処理されてトランスデューサ４０に取り付け
られたデータケーブル５０を介してトランスデューサか
ら伝達されるように、好ましくは、ハブ４２の頂部に回
路基板６０を取り付ける。
【００３０】次に上記のトランスデューサを用いたトル
ク測定装置について説明する。
ク測定装置について説明する。
【００３１】該トルク測定装置は、従来のレオロジー試
験装置の一例として用いられるもので、図５に示すよう
に、左側垂直枠部材１１と右側垂直枠部材１２が基礎
（図示せず）によって支えられ、続いて、水平枠部材１
３を支えている。タイロッド１４，１５が、水平枠部材
を通過して、頂部において上部クロスヘッド１６に取り
付けられており、そこに上部金型ハウジング１７が取り
付けられている。上部金型ハウジングの真下に、下部金
型ハウジング１８が水平枠部材１３の上に取り付けられ
ている。
験装置の一例として用いられるもので、図５に示すよう
に、左側垂直枠部材１１と右側垂直枠部材１２が基礎
（図示せず）によって支えられ、続いて、水平枠部材１
３を支えている。タイロッド１４，１５が、水平枠部材
を通過して、頂部において上部クロスヘッド１６に取り
付けられており、そこに上部金型ハウジング１７が取り
付けられている。上部金型ハウジングの真下に、下部金
型ハウジング１８が水平枠部材１３の上に取り付けられ
ている。
【００３２】該トルク測定装置に組み込まれた駆動シス
テムとして、水平枠部材１３の下に取り付けられたサー
ボモーター１９があり、このサーボモーターは、シャフ
ト２０、偏心機構２１，軸受けハウジング２４を介した
下部金型（図示せず）への接続アーム２２と２３を介し
て下部金型へ接続されている。水平枠部材の下には、空
気圧シリンダ２７が配置されており、シャフト２６によ
って下部クロスヘッド２５に取り付けられている。空気
圧シリンダ２７は、作動すると下方に動き、それにより
上部金型ハウジング１７を下に引いて下部金型ハウジン
グ１８と接触させ、金型間に収納された試料に通常の力
を加える。
テムとして、水平枠部材１３の下に取り付けられたサー
ボモーター１９があり、このサーボモーターは、シャフ
ト２０、偏心機構２１，軸受けハウジング２４を介した
下部金型（図示せず）への接続アーム２２と２３を介し
て下部金型へ接続されている。水平枠部材の下には、空
気圧シリンダ２７が配置されており、シャフト２６によ
って下部クロスヘッド２５に取り付けられている。空気
圧シリンダ２７は、作動すると下方に動き、それにより
上部金型ハウジング１７を下に引いて下部金型ハウジン
グ１８と接触させ、金型間に収納された試料に通常の力
を加える。
【００３３】図６は、図５の装置の一部縦断面図であ
り、上部金型ハウジング１７内に配置された従来技術の
上部金型組立品の細部を示している。
り、上部金型ハウジング１７内に配置された従来技術の
上部金型組立品の細部を示している。
【００３４】上部金型ハウジング１７は、上部クロスヘ
ッド（図示せず）の底部に取り付けられるようになって
いる。ハウジング１７の底部には、上部密封板３１が外
側絶縁リング３２を介して取り付けられている。トラン
スデューサマウント３５は、上部クロスヘッド１６への
取り付けに適合しており、トルク／力トランスデューサ
３６の頂部にボルト止めされている。ロッド３４は、ト
ランスデューサマウント３５を通過し、下端がナット３
８によってアダプタフランジ３７に取り付けられてい
る。トルク／力トランスデューサ３６の底部は、アダプ
タフランジ３７に取り付けられ、このアダプタフランジ
は続いて金型取付フランジ３９に取り付けられている。
ッド（図示せず）の底部に取り付けられるようになって
いる。ハウジング１７の底部には、上部密封板３１が外
側絶縁リング３２を介して取り付けられている。トラン
スデューサマウント３５は、上部クロスヘッド１６への
取り付けに適合しており、トルク／力トランスデューサ
３６の頂部にボルト止めされている。ロッド３４は、ト
ランスデューサマウント３５を通過し、下端がナット３
８によってアダプタフランジ３７に取り付けられてい
る。トルク／力トランスデューサ３６の底部は、アダプ
タフランジ３７に取り付けられ、このアダプタフランジ
は続いて金型取付フランジ３９に取り付けられている。
【００３５】この構造によると、上部金型組立品（トラ
ンスデューサを含む）は、上部クロスヘッド１６に取り
付けられ、装置全体については回転静止状態にとどま
る。しかしながら、上部金型組立品は、上下金型間に試
料を収納するために上下方向に移動可能である。
ンスデューサを含む）は、上部クロスヘッド１６に取り
付けられ、装置全体については回転静止状態にとどま
る。しかしながら、上部金型組立品は、上下金型間に試
料を収納するために上下方向に移動可能である。
【００３６】当業者には周知のごとく、レオロジー試験
機器は、試料に働く振動・回転力を利用する。駆動要素
は、上部金型に、またそれによってトランスデューサに
振動・回転力をかけ、結果としてトルクが単一の回転方
向でトランスデューサにかかる。駆動要素が振動し、回
転力が反対方向に働くと、反対方向のトルクがトランス
デューサにかかり、それによってスポーク上に双方向ト
ルクが発生する。したがって、本発明のトランスデュー
サは、比較的大きな軸方向圧縮力を測定すると同時に、
試料にかかる比較的小さな双方向トルク力を測定するこ
とが可能となる。
機器は、試料に働く振動・回転力を利用する。駆動要素
は、上部金型に、またそれによってトランスデューサに
振動・回転力をかけ、結果としてトルクが単一の回転方
向でトランスデューサにかかる。駆動要素が振動し、回
転力が反対方向に働くと、反対方向のトルクがトランス
デューサにかかり、それによってスポーク上に双方向ト
ルクが発生する。したがって、本発明のトランスデュー
サは、比較的大きな軸方向圧縮力を測定すると同時に、
試料にかかる比較的小さな双方向トルク力を測定するこ
とが可能となる。
【００３７】
【００３８】上述の構造を利用することによって、本発
明のトランスデューサは、試料に働く低トルク力を精確
に測定し、同時に比較的大きな軸方向圧縮力に耐えてそ
の軸方向圧縮力を測定することができる。本発明のトラ
ンスデューサはさらに、双方向トルク力を支え、同時に
比較的大きな軸方向圧縮力に耐えてその軸方向圧縮力を
測定することができる。
明のトランスデューサは、試料に働く低トルク力を精確
に測定し、同時に比較的大きな軸方向圧縮力に耐えてそ
の軸方向圧縮力を測定することができる。本発明のトラ
ンスデューサはさらに、双方向トルク力を支え、同時に
比較的大きな軸方向圧縮力に耐えてその軸方向圧縮力を
測定することができる。
【図１】本発明によるトランスデューサの斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明によるトランスデューサの平面図であ
る。
る。
【図３】本発明によるトランスデューサの底面図であ
る。
る。
【図４】図３の線５−５に沿ったトランスデューサの断
面図である。
面図である。
【図５】本発明によるトランスデューサを用いるトルク
測定装置の正面図である。
測定装置の正面図である。
【図６】図５の装置の一部縦断面図である。
４０…トランスデューサ ４２…ハブ ４３…中心穴 ４４…外側リム ４６…スポーク ４８…ストレンゲージ ５０…データケーブル ５２…穴 ５３…穴 ５４…短い外縁 ５６…回転軸 ５８…長い外縁 ６０…回路基板
Claims (25)
- 【請求項１】 駆動要素によって装置にかかるトルク力
と軸方向圧縮力とに応答するトルク測定装置に用いるト
ランスデューサであって、 ハブと、 外側リムと、 外側リムとハブとを接続し、トルク測定装置にかかるト
ルク力と軸方向圧縮力とに応答するスポークと、 トルク力によってスポークに生じた表面ひずみに応答す
るように、スポークに固定されるひずみ応答手段とを備
えることを特徴とする、低トルクトランスデューサ。 - 【請求項２】 ハブが、支持部材に基礎固定されるもの
であることを特徴とする、請求項１に記載のトランスデ
ューサ。 - 【請求項３】 外側リムが、金型要素に接続されるもの
であることを特徴とする、請求項２に記載のトランスデ
ューサ。 - 【請求項４】 トルク力より２桁大きい前記圧縮力を支
えることができることを特徴とする、請求項３に記載の
トランスデューサ。 - 【請求項５】 ５０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確
に測定することが可能であり、また４０００ｌｂｓまで
の軸方向圧縮力に耐えることが可能であることを特徴と
する、請求項４に記載のトランスデューサ。 - 【請求項６】 ０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌ
ｂｓ以下のトルク力を精確に測定することができること
を特徴とする、請求項５に記載のトランスデューサ。 - 【請求項７】 振動・回転する駆動要素から金型要素に
加えられた双方向トルク力を測定するトルク測定装置で
あって、 基礎固定された支持部材に接続されたハブと、 金型要素に接続された外側リムと、 外側リムとハブを接続し、振動・回転力に応答し、双方
向トルク力をかけることができる複数のスポークと、 双方向トルク力によってそこに生じた表面ひずみに応答
するように、スポークに固定されたひずみ応答手段とを
備えることを特徴とする、トルク測定装置。 - 【請求項８】 双方向トルク力より２桁大きい軸方向圧
縮力を支えることができることを特徴とする、請求項７
に記載の装置。 - 【請求項９】 ５０ｉｎ−ｌｂｓ以下の双方向トルク力
を精確に測定することが可能であることを特徴とする、
請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】 ０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−
ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することができるこ
とを特徴とする、請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 スポークに固定されたひずみ応答手段
が、さらに、軸方向圧縮力によって生じた表面ひずみに
応答することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 ４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に
耐えることが可能であることを特徴とする、請求項１１
に記載の装置。 - 【請求項１３】 トルク力と軸方向圧縮力を同時に測定
することが可能なトルク測定装置であって、 基礎固定された支持部材に接続されたハブと、 トルク力と軸方向圧縮力の両方を受ける外側リムと、 外側リムとハブを接続し、外側リムに働くトルク力と軸
方向圧縮力の両方に応答するスポークと、 トルク力と軸方向圧縮力によって生じた表面ひずみに応
答するようにスポークに固定されたひずみ応答手段とを
備えることを特徴とする、トルク測定装置。 - 【請求項１４】 スポークが、トルク力を支えることが
できる弱い軸と、軸方向圧縮力を支えることができる強
い軸を有することを特徴とする、請求項１３の装置。 - 【請求項１５】 トルク力より２桁大きい圧縮力を支え
ることができることを特徴とする、請求項１４に記載の
装置。 - 【請求項１６】 ５０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精
確に測定することが可能であることを特徴とする、請求
項１５に記載の装置。 - 【請求項１７】 ４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に
耐えることが可能であることを特徴とする、請求項１６
に記載の装置。 - 【請求項１８】 ０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−
ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することができるこ
とを特徴とする、請求項１７に記載の装置。 - 【請求項１９】 双方向トルク力と軸方向圧縮力を同時
に測定することが可能なトルク測定装置であって、 基礎固定された支持部材に接続されたハブと、 双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力の両方を受ける外
側リムと、 外側リムとハブを接続し、外側リムに働く双方向の回転
トルク力と軸方向圧縮力の両方に応答するスポークと、 双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力によって生じた表
面ひずみに応答するようにスポークに固定されたひずみ
応答手段とを備えることを特徴とする、トルク測定装
置。 - 【請求項２０】 スポークが、トルク力を支えることが
できる弱い軸と、軸方向圧縮力を支えることができる強
い軸を有することを特徴とする、請求項１９に記載の装
置。 - 【請求項２１】 トルク力より２桁大きい圧縮力を支え
ることができることを特徴とする、請求項２０に記載の
装置。 - 【請求項２２】 ５０ｉｎ−ｌｂｓ以下の双方向トルク
力を精確に測定することが可能であることを特徴とす
る、請求項２１に記載の装置。 - 【請求項２３】 ４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に
耐えることが可能であることを特徴とする、請求項２２
に記載の装置。 - 【請求項２４】 ０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−
ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することができるこ
とを特徴とする、請求項２３に記載の装置。 - 【請求項２５】 軸方向圧縮力下で第一の金型要素と第
一の金型要素に対して振動・回転することよって双方向
トルク力を試料に伝えるための第二の金型要素の間に収
納された試料に加えられた双方向トルク力と軸方向圧縮
力を同時に測定するためのトランスデューサにおいて、 基礎固定された支持部材に接続されるハブと、 第一の金型要素に接続される外側リムと、 外側リムとハブとを接続し、振動・回転力、および軸方
向圧縮力に応答するスポークと、 双方向トルク力と軸方向圧縮力によって生じた表面ひず
みに応答するようにスポークに固定されたひずみ応答手
段とを備えることを特徴とする、トランスデューサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US71477200A | 2000-11-16 | 2000-11-16 | |
| US09/714,772 | 2000-11-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002202212A true JP2002202212A (ja) | 2002-07-19 |
Family
ID=24871390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001351562A Pending JP2002202212A (ja) | 2000-11-16 | 2001-11-16 | 低トルクトランスデューサ及びそれを用いたトルク測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002202212A (ja) |
| DE (1) | DE10156346A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015138797A1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Wood Coatings Research Group, Inc. | Device for measuring drying, curing, film formation, and rheological properties of liquids and films |
| WO2017195420A1 (ja) * | 2016-05-09 | 2017-11-16 | ソニー株式会社 | トルクセンサ及び力制御型アクチュエータ |
| JP2019105559A (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | 株式会社昭和測器 | トルク検出機構 |
| KR20190094584A (ko) * | 2018-02-05 | 2019-08-14 | 주식회사 에이엘로봇 | 토크 센서 및 이를 포함하는 동력 전달장치 |
| CN111684251A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-09-18 | 日本电产科宝电子株式会社 | 扭矩传感器 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE403141T1 (de) * | 2005-03-05 | 2008-08-15 | Scarabaeus Mess Und Produktion | Verfahren und vorrichtung zur messung rheologischer stoffeigenschaften einer visko- elastischen probe. |
| DE102014115616B3 (de) * | 2014-10-28 | 2016-01-07 | Werner Stehr Tribologie | Drehmomentmessvorrichtung |
-
2001
- 2001-11-16 JP JP2001351562A patent/JP2002202212A/ja active Pending
- 2001-11-16 DE DE2001156346 patent/DE10156346A1/de not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015138797A1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Wood Coatings Research Group, Inc. | Device for measuring drying, curing, film formation, and rheological properties of liquids and films |
| US10451533B2 (en) | 2014-03-14 | 2019-10-22 | Wood Coatings Research Group, Inc. | Device for measuring drying, curing, film formation, and rheological properties of liquids and films |
| WO2017195420A1 (ja) * | 2016-05-09 | 2017-11-16 | ソニー株式会社 | トルクセンサ及び力制御型アクチュエータ |
| US11397119B2 (en) | 2016-05-09 | 2022-07-26 | Sony Corporation | Torque sensor and power control actuator |
| JP2019105559A (ja) * | 2017-12-13 | 2019-06-27 | 株式会社昭和測器 | トルク検出機構 |
| KR20190094584A (ko) * | 2018-02-05 | 2019-08-14 | 주식회사 에이엘로봇 | 토크 센서 및 이를 포함하는 동력 전달장치 |
| KR102012661B1 (ko) | 2018-02-05 | 2019-08-21 | 주식회사 에이엘로봇 | 토크 센서 및 이를 포함하는 동력 전달장치 |
| CN111684251A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-09-18 | 日本电产科宝电子株式会社 | 扭矩传感器 |
| US11499879B2 (en) | 2018-03-29 | 2022-11-15 | Nidec Copal Electronics Corporation | Torque sensor having a strain sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10156346A1 (de) | 2002-05-23 |
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