JPS6018734A - トルク検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は家電製品の検査調整ハンドにおける５ トルク検出器に関するものである。

〔発明の背景〕

従来トルク検出方式には大別して、接触方式と非接触方
式がある。接触方式については第１図′に示す様に大半
がひずみゲージ１を回転軸２の中間部に貼り付け、負荷
トルクによる回転。

軸２のねじりひずみを検出してトルクに換算し、。

トルク検出をしている。しかし、この方法では。

ひずみゲージ１からリード線６が回転軸２と１゜体とな
っている為、エンドレスな回転を行なう。

ことができない。また、その対策として第２図に示す様
にスリップリング４とブラシ５を用い。

ても、スリップリング４によるノイズが発生しやすく、
寿命についても問題があり、良好なトルク検出が困難で
ある。非接触方式については。

従来技術として主に第３図（ａ）に示す光検出方式。

（ｈ）に示すギヤ位相検出方式、（Ｃ）に示す磁気ひず
み検出方式がある。（α）に示す光検出方式とは弾性部
品６によって連結された原軸７と従軸８に各々同様のス
リット板９を取付け、投光素子１０５ と受光素子１１を用いて、負荷トルクによる原軸７と従
軸８のねじりによって起きるスリット板９のスリットの
ずれを光検出するものである。

（ｂ）に示すギヤ位相検出方式は原理的に（α）と同様
で、スリット板９をギヤ１２に投光素子１０．受光素子
１１をギヤセンサ１５に置き換えたもので、負。

荷トルクによる原軸７と従軸８のねじれをギヤ。

の歯先のずれ数でカウントし、トルク検出する。

ものである。この２つの方法は何れも検出信号。

が低分割のディジタル信号である為、高速回転。

のトルク検出には適しているが、低速回転にお。

けるトルク検出や停動トルクの検出には、セン。

すと回転体との相対的な位置関係に高精度を要。

し１分解能も悪く、その向上を図るには、精密。

に分割されたスリット板や歯車の歯を多数有し、。

た部材を提供しなければならず、加工法の点や、。

価格の点で劣る。（Ｃ）の磁気ひずみ検出方式は、。

コイル１４が巻かれた回転軸２をねじることによって従
方向の磁化曲線に変化を生じる逆つイデマン磁気ひずみ
効果を用いたものが主であるが。

５ この方式は回転軸２に用いる磁性材料の特性等の影響で
良好なトルク検出を行なうには、高度の技術を要し、ま
た周辺磁界に対するシールドについても犬がかりな磁気
シールドを必要とする為１価格低減や小形軽量化に際し
て問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記した従来の欠点をなくシ、。

小形軽量でかつ安価なトルク検出器を提供する。

にある。

〔発明の概要〕

本発明は、弾性部材によって連結された原軸。

と従軸に各々ロータリコンコーダを組み付けて６、負荷
トルク発生時に生ずる２つのロータリエン。

コーグの出力差を負荷トルク値として等価的に１゜検出
することで、汎用性のある。また小形軽量かつ安価なト
ルク検出器が容易に実現するもの。

である。

〔発明の実施例〕

第４図は１本発明によるトルク検出器の実施例を示す。

原軸７と従軸８はトーシＨンバー１５によって連結され
１両端はハウジング１６に組み込まれたベアリング１７
で支持されている。更に原軸７の他端はハウジング１６
に固定されたモータ１８にカップリング１９を介して接
結されている。

原軸７と従軸８には各々ロータリエンコーダ２０゜２１
を同軸に組み付けられており１本体部はハウ。

ジンク１６にて固定されている。

モータ１８によって原軸７が回転し、従軸８が。

無負荷の場合は原軸７と従軸８は同位相のまま。

で回転をし、２つのロータリエンコーダ２０　、２１゜
の出力パルスは第５図（ａ）に示す様に同位相であ。

る。したがって、この様に位相差が００時、ト。

ルク０として検出する。

従軸８に負荷トルクがかかると、トーン、ン０ バー１５はねじれて、各々の軸に組み込まれたロータリ
エンコーダ２０　、２＋の回転角に差が生じ。

第５図（Ａ）に示す様に出力パルスに位相差２２が生ず
る。この位相差は、負荷トルクの大きさに正比例して生
ずるので１位相差の大きさを等価的５ に負荷トルク量として検出すれば良い。

この様に、２つのロータリエンコーダ２０　、２１の出
力位相差を検出することにより、負荷時の状態が回転中
でも、任意の位置で停止していても、それと関係なく、
トルクの検出ができる。

また１組立誤差や、トーシｙンバー１５の経年変。

化で、無負荷時に出力パルス位相ずれがあって。

も、そのずれ量をあらかじめ認識しておれば、。

最終的に検出する２つのロータリエンコーダ２０゜２１
の相対的な位相差には変化はなく、シたがっ１、てユニ
ットの組み立てに精密な位置合わせも必。

要としない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高速、低速状態、停止状態の何れの場
合でも任意のタイミングでトルクを０ 検出することができ、検出信号をアナログ信号として検
出するので連続的なトルクの変動についても検出可能と
なる。

また、構成要素についても復雑な部品を必要としない為
、小形軽量（従来の約１１５）で、安価（従来の約−）
なトルク検出器を提供できる。

更に、モータをサーボモータとすると原軸側のエンコー
ダを利用して位置サーボ制御しながらの駆動が行なえる
等のトルク検出以外での効果も生まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のひずみゲージによるトルク検。 吊器の構造図、第２図は従来のひずみゲージと。 スリップリングによるトルク検出器の構造図、。 第５図（ａ）　、　（α）は従来の光素子とスリット板
によ。 るトルク検出器、　＜ｔｒ＞　、　＜ｂ＞は従来技術の
ギヤセン。 すとギヤによるトルク検出器、（Ｃ）は従来技術の。 磁気ひずみＫよるトルク検出器それぞれの構造図、第４
図は本発明のロータリエンコーダ式トルク検出器を用い
た一実施例の斜視図、第５図（α）０ は無負荷時の出力パルス、（ｈ）は負荷時の出力パルス
を示す線図である。 １；ひずみゲージ、２−回転軸、５１リード線、４＋ス
リツプリング、５：ブラシ、６１弾性部材、７１原軸、
Ｑ＋従軸、９Ｉスリツト板。 １０１投光素子、１１１受光素子、１２；ギヤ、１ろ：
ギャセンサ、１４Ｉコイル、１５ＩトーシＷンバー。 １６；ハウジング、１７Ｉベアリング、１８Ｉモータ。 １９：カソプリング、２０＝ロータリエンコーダ。 ２１１ロータリコンコーダ、２２Ｉ出力ハルス位相差。 Ｏ ５ 第　／肥 茅　２ｚ 第　３　図 （ｂ）（ｂ′ン （Ｃ） 茅　４　図 第　５図 （戊） （ｂ） 一■■Ｌヒ 手続補正書（方式） 事件の表示 昭和５８　年特許願第　１２６０６５　号発明の名称 トルク検出器 補正をする者 事件との関係　特許用　願　人 名　称　（５１０）株式会社　日　立　製　作所代　理
　人 図面の第６図 補正の内容 １、　明細書第７頁第５行目「第３図・・・」から、同
頁、第９行目「図」までを、「第３図（α）ないしく−
）は、従来の他のトルク検出器を示すもので、（α）は
光素子とスリット板によるトルク検出器の正面図、（ｈ
）は（α）の側面図、（Ｃ）はギヤセンサとギヤによる
トルク検出器の正面図、＠）は（ｃ）の側面図、（−）
は磁気ひずみによるトルク検出器の正面図」に訂正する
。 ２、図面中第３図を別紙のとおりに訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １８　弾性部材で連結された原軸と従軸に各々１゜個ず
   つのロータリエンコーダを組み付け、また。 は伝達部材によって連動させるものにおいて、。 原軸を駆動した時に従軸の他端に発生している。 負荷によって１弾性部材を介して、原軸と従軸。 かねじれ、その時の各々の軸に組み付けられた。 ロータリエンコーダの出力パルス差を検出して、。 負荷トルクに換算してトルク検出をすることを。 特徴としたトルク検出器。