JP3278772B2 - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
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- torque
- slits
- contact displacement
- torque sensor
- cylindrical body
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Description
転時における軸に付加される微小なトルクを検出するの
に好適なトルクセンサに関する。
うに強磁性体で作られた全く同じ歯車12,12’をト
−ションバ−11の両側に取り付け、それぞれの歯車1
2,12’の外周面に対面して、電磁ピックアップ1
3,13’を設置した構造となっていた。したがって、
回転中にト−ションバ−の両端にトルクが加わるとト−
ションがねじれ両側の歯車に位相差が生じる。この位相
差からトルクの大きさを検出していた。
示すように、軸16の長手方向に対し45゜及びー45
゜をなすらせん形状に薄いアモルファス磁性合金17,
18を接着し、その外側に同心にコイル14,15を配
置したものがある。軸にトルクが加わると、一方のアモ
ルファス磁性合金17には引っ張り応力が、他方のアモ
ルファス磁性合金18には圧縮応力が発生し、発生する
応力によりアモルファス磁性合金の透磁率が変化するの
で、コイル14,15のインダクタンスのとして検出
し、2つのコイルの差動出力によりトルクの大きさと方
向を検出していた。
位相差を検出するには軸が回転していなければならな
い。したがって、静止時のトルク測定を行なおうとした
場合、特殊な回転装置を必要とし構造が複雑になる。ま
た微小なトルクを検出しようとした場合、軸両端に検出
に必要な位相差を生じさせるには長いト−ションバ−が
必要で検出装置の全長が長くなり小型化が難しいなどの
問題点があった。また、第2の方式では軸にアモルファ
ス磁性合金を接着しているため、軸とアモルファス磁性
合金の熱膨張係数が異なるため、温度変化による測定誤
差が生じる。また微小なトルクでは歪みが少ないため、
応力の発生がわずかであり、微小なトルクの検出は困難
であるなどの問題点があった。。また上記両技術とも回
転数の測定は不可能である。本発明は上記従来技術の欠
点をなくし、静止から高速回転時における、微小トルク
及び回転速度を検出できる小型のトルクセンサを提供す
ることを目的とするものである。
達系に設けたトルクにより撓むようにした弾性体円筒面
の変位を、トルク伝達系外部に設置した非接触変位計に
より検出することにより達成される。すなわち、トルク
伝達軸の負荷軸と駆動軸の間に円周方向に対し斜め方向
に複数のスリットを等間隔に設けた弾性円筒体を挿入
し、駆動軸、弾性円筒体、負荷軸の回転中心が一致する
ように配置結合する。そして弾性円筒体のスリット成形
部の半径方向の変位を検出できるように、円筒面に直角
に非接触変位センサを配置した構成のトルク検出装置に
より達成できる。なお非接触変位計には、渦電流方式、
静電容量方式、光学式、などが利用できる。
その両側がねじられ、中央部の斜めスリット成形部にお
いて、トルクの付加方向がスリットに引っ張り力が働く
方向の場合、絞られ直径が縮み、これと逆方向の場合、
直径が脹らむように変形する。この変形量はトルクの大
きさに比例するので、非接触変位計により検出すること
によりトルクの大きさと方向を知ることができる。
する。第1図(a)には本発明の一実施例が示されてい
る。弾性体でできた円筒1の中央部の円周方向に対し
て、0及び90度以外のある任意の角度を以て、通常は
20〜70度の角度範囲で等間隔に複数のスリット2を
成形し、このスリット成形部3の軸方向中央部に円筒面
に直角に、非接触変位センサ4を対向して設置してい
る。いま第1図(b)の矢印の方向にトルクが加わる
と、同図に示すようにスリット成形部3は絞られてその
直径が小さくなるように変化する。また第1図(c)に
示すように逆方向にトルクを加えると、スリット成形部
3は、逆に脹らんで直径が大きくなる。この変形量はト
ルクの大きさに比例するため、非接触変位センサ4の出
力は、無負荷状態に対し、直径が縮む変形の場合、出力
レベルが下降し、直径が脹らむ場合出力レベルが上昇す
る。この出力レベルの増減を検出することにより、トル
クの大きさと方向を知ることができる。
性体でできた円筒1の中央部付近に、互いに逆方向の
傾きを持ったスリット2,2’を成形しそれぞれのスリ
ット成形部3’,3”の中央部に非接触変位センサ
4’,4”を円筒面に直角に対向して設置している。い
ま第2図(b)に示す矢印の方向にトルクが働くと左側
のスリット部3’は絞られその直径が縮み、右側のスリ
ット部3”は脹らんで直径が広がるため、それぞれのス
リット部に対向して設置した非接触変位センサの出力は
極性が逆になり、その差分を検出することにより検出感
度を2倍に高くすることができる。
体1の軸方向の中央部に全周に複数の斜めスリット2を
等間隔に成形し、スリット部の前方に円周の一部にマー
カ5を成形し、スリットに対面して非接触変位センサ4
を設置し、マーカ5に対応した位置にフォトセンサ6を
設置している。非接触変位センサ4の出力はアンプ7を
経由してA/D変換器9でアナログ信号がデジタル信号
に変換され、演算処理部10に入る。弾性円筒体1が回
転すると非接触変位センサ4の出力は、弾性円筒体1の
偏心と丘部3が非接触変位センサ4の前を通過するとき
に電圧出力が大きくなる第4図aに示す形となる。この
とき1回転に1回マーカがフォトセンサの前を通過する
とき、第4図cに示すトリガ信号が発生する。今無負荷
状態での、トリガ信号を基準に順々にくる山の波形のピ
ークをホールドし、負荷が加わったとき、弾性円筒体の
半径が変化するから、非接触変位センサ4の出力波形は
第4図bのように変化する。従って、トリガ信号を基準
に順々にくる山の波形のピークを無負荷時のそれと比較
することにより、トルクの大きさを知ることができる。
また、演算処理部10に内蔵したタイマにより山の波形
のピーク間の時間を無負荷時と負荷時で比較測定するこ
とにより、回転速度の変動も同時に測定することができ
る。
体1の内部にスリット成形部3の中央部に非接触センサ
4を設置している。弾性円筒体1の外部に非接触変位セ
ンサを設置するスペ−スが必要でなく、トルク検出装置
を小型にできる。本実施例は上記第2の実施例と同様に
スリットの傾斜方向が互いに逆向きのスリット成形部を
2ヵ所設けることにより、検出感度を高めることができ
る。
小なトルクを検出できる小型で軽量のトルクセンサを提
供できる。さらに回転数の変動も測定できる。
統図。
レベルを示した図。
図。
模式図。
成形部 4 非接触変位センサ 5 マーカ 6 フォ
トセンサ 7 アンプ 8 トリガ信号成形回路 9 A
/D変換器 10 演算処理部
Claims (4)
- 【請求項1】トルク伝達系のトルクを非接触で検出する
方法において、弾性円筒体の一部に円周全周に円周方向
に対し斜め方向のスリットを複数等間隔に成形し、スリ
ット成形部の円筒面に対面して非接触変位センサを設け
たことを特徴とするトルクセンサ。 - 【請求項2】弾性円筒体の軸方向2ヵ所に互いにその傾
き方向が円周方向に対し対称な方向に斜めスリットを複
数等間隔にの成形し、それぞれのスリット成形部の円筒
面に対面して非接触変位センサ2個を設けたことを特徴
とする請求項1記載のトルクセンサ。 - 【請求項3】弾性円筒体の軸方向の中央部に全周に複数
の斜めスリットを等間隔に成形し、円周の一部にマーカ
を成形し、スリットに対面して非接触変位センサを設置
し、マーカ位置に対応して反射型のセンサを設置したこ
とを特徴とする請求項1記載のトルクセンサ。 - 【請求項4】弾性円筒体の軸方向の中央部に全周に複数
の斜めスリットを等間隔に成形し、スリット成形部の円
筒面に対面して非接触変位センサを、円筒体内部に設け
たことを特徴とする請求項1記載のトルクセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25183295A JP3278772B2 (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25183295A JP3278772B2 (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | トルクセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0972795A JPH0972795A (ja) | 1997-03-18 |
JP3278772B2 true JP3278772B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=17228596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25183295A Expired - Lifetime JP3278772B2 (ja) | 1995-09-05 | 1995-09-05 | トルクセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3278772B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6223608B1 (en) | 1998-06-02 | 2001-05-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Torque detector |
JP3480909B2 (ja) * | 1998-06-02 | 2003-12-22 | 三菱電機株式会社 | トルク検出装置 |
JP2000028450A (ja) * | 1998-07-09 | 2000-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | トルク検出装置 |
JP3583671B2 (ja) * | 1999-10-29 | 2004-11-04 | 三菱電機株式会社 | トルク検出装置 |
JP2002300351A (ja) | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 画像読取装置の光源ランプ構造 |
-
1995
- 1995-09-05 JP JP25183295A patent/JP3278772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0972795A (ja) | 1997-03-18 |
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