JPS58167934A - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
- Publication number
- JPS58167934A JPS58167934A JP5219182A JP5219182A JPS58167934A JP S58167934 A JPS58167934 A JP S58167934A JP 5219182 A JP5219182 A JP 5219182A JP 5219182 A JP5219182 A JP 5219182A JP S58167934 A JPS58167934 A JP S58167934A
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- Japan
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- yoke
- air gap
- magnetic flux
- torque
- transmission shafts
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- Granted
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 58
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、伝達トルクを検出するトルク検出装置に関
する。
する。
一般に、伝達トルクの計測や過負荷保護対策として1回
転駆動源と負荷との間にトルク検出装置が設けられてい
る場合がある。このトルク検出装置には、伝達軸に歪ゲ
ージを貼付し、この伝達軸に生じる歪を検出して伝達ト
ルクを計測するもの或いは、伝達軸を2分割してこの両
伝達軸をスプリングやゴムなどの弾性体により連結し9
両伝達軸の相対回転角を検出して伝達トルクを計測する
ものなどがある。
転駆動源と負荷との間にトルク検出装置が設けられてい
る場合がある。このトルク検出装置には、伝達軸に歪ゲ
ージを貼付し、この伝達軸に生じる歪を検出して伝達ト
ルクを計測するもの或いは、伝達軸を2分割してこの両
伝達軸をスプリングやゴムなどの弾性体により連結し9
両伝達軸の相対回転角を検出して伝達トルクを計測する
ものなどがある。
これらトルク検出装置に2いて、伝達軸のトルク検出の
場合、この伝達軸が回転しているので。
場合、この伝達軸が回転しているので。
伝達軸の検知部より検出信号を外部に取出すため或いは
検出に必要な電力を外部から検知部に送るため、スリッ
プリングや誘導コイルカップリングなどを設ける必要が
あった。
検出に必要な電力を外部から検知部に送るため、スリッ
プリングや誘導コイルカップリングなどを設ける必要が
あった。
しかし、このスリップリングでは接触の信頼性が低り、
シかもノイズが発生するという問題があり、筐た誘導コ
イルカップリングでは伝璋ロスが太きいという問題かあ
つTコ。そして、何れの場合においても伝達軸の構造を
大幅に変更しなければならず、高価になるという問題が
あった。
シかもノイズが発生するという問題があり、筐た誘導コ
イルカップリングでは伝璋ロスが太きいという問題かあ
つTコ。そして、何れの場合においても伝達軸の構造を
大幅に変更しなければならず、高価になるという問題が
あった。
そこで、外部と伝達軸とを無接触で伝達トルクを検出す
るようにしたものがある。このトルク検出装置は、第1
図に示すように、同心上に第1伝達軸aと第2伝達軸す
とが配置され、この第2伝達軸すの筒状端部に第1伝達
軸aを挿入して両伝達軸a及びbがスプリングCにより
連結される一万1両伝達軸a、bに検出板d及びeがそ
れぞれ固着され、この検出板d、eの局面に凹凸部f。
るようにしたものがある。このトルク検出装置は、第1
図に示すように、同心上に第1伝達軸aと第2伝達軸す
とが配置され、この第2伝達軸すの筒状端部に第1伝達
軸aを挿入して両伝達軸a及びbがスプリングCにより
連結される一万1両伝達軸a、bに検出板d及びeがそ
れぞれ固着され、この検出板d、eの局面に凹凸部f。
gが形成され、この凹凸部f1gと所定間隔を存してセ
ンサhが設けられて構成され、このセンサhが両凹凸部
f9gのずれより両伝達軸a、bの相対回転角を光学的
或いは磁気的に検出し、伝達トルクを計測するようにし
ている。
ンサhが設けられて構成され、このセンサhが両凹凸部
f9gのずれより両伝達軸a、bの相対回転角を光学的
或いは磁気的に検出し、伝達トルクを計測するようにし
ている。
しかしなから、このトルク検出装置においては。
一方の凹凸部f又はgによる検知信号を時間的或いは信
号レベル的に基準とし、他方の凹凸部g又はfによる検
知信号を前記基準検知信号と比較しなければならないの
で、この基準検知信号が特定値にならないと1両伝達軸
a、bの相対回転角を検出することができない。従って
、伝達軸a又はbの静止時を含む低速回転時には伝達ト
ルクを計測できないという欠点があつ1こ。
号レベル的に基準とし、他方の凹凸部g又はfによる検
知信号を前記基準検知信号と比較しなければならないの
で、この基準検知信号が特定値にならないと1両伝達軸
a、bの相対回転角を検出することができない。従って
、伝達軸a又はbの静止時を含む低速回転時には伝達ト
ルクを計測できないという欠点があつ1こ。
この発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので伝達軸の
一方が静止状態でも無接触で伝達トルクを検出できるよ
うにしTこトルク検出装置を提供するものである。
一方が静止状態でも無接触で伝達トルクを検出できるよ
うにしTこトルク検出装置を提供するものである。
すなわち、この発明は、2本の伝達軸の一方にマグネッ
トを1両軸に磁性材料のヨークをそれぞれ固着し1両ヨ
ークの対向面に2箇所以上エアーギャップを形成し、1
箇所以上のエアーギヤングのヨーク対向面に凹凸部を形
成し、1箇所のエアーギャップのヨーク対向面間隔を一
定にして磁気センサを介設し、前記両伝遜軸の相対回転
角により前記凸部の対向面積又はギャップ間隔か変化し
この変化により生じる磁束変化を前記磁気センサが検出
して伝達トルクを計測することを特徴とするものである
。
トを1両軸に磁性材料のヨークをそれぞれ固着し1両ヨ
ークの対向面に2箇所以上エアーギャップを形成し、1
箇所以上のエアーギヤングのヨーク対向面に凹凸部を形
成し、1箇所のエアーギャップのヨーク対向面間隔を一
定にして磁気センサを介設し、前記両伝遜軸の相対回転
角により前記凸部の対向面積又はギャップ間隔か変化し
この変化により生じる磁束変化を前記磁気センサが検出
して伝達トルクを計測することを特徴とするものである
。
以下9図面に示す実施例に基づいて、この発明の詳細な
説明する。
説明する。
第2図及び第3図に示すように、1はトルク検出装置で
あって、第1伝達軸2と第2伝達軸6間の伝達トルクを
検出するものである。
あって、第1伝達軸2と第2伝達軸6間の伝達トルクを
検出するものである。
この第1伝達軸2の端部は円筒状に形成されており、軸
端に内向きのフランジ2aが形成されている。第2伝゛
達軸6は第1伝達軸2と同心上に配設され、端部が第1
伝達軸2内に挿入されており外向きの7ランジ5aが形
成されている。両伝達軸2.3は両7ランジ2a、5a
間にスプリング4(弾性体)が介設されて連結されると
共に1両伝達軸2.3間にベアリング5が設けられてい
る。
端に内向きのフランジ2aが形成されている。第2伝゛
達軸6は第1伝達軸2と同心上に配設され、端部が第1
伝達軸2内に挿入されており外向きの7ランジ5aが形
成されている。両伝達軸2.3は両7ランジ2a、5a
間にスプリング4(弾性体)が介設されて連結されると
共に1両伝達軸2.3間にベアリング5が設けられてい
る。
更に、第1伝達軸2の端部には円筒状の第1ヨーク6が
嵌合固着されている。他方、第2伝達軸6の端部には第
1ヨーク6より大径の円筒状の第2ヨーク7が支持材8
を介して固着されており。
嵌合固着されている。他方、第2伝達軸6の端部には第
1ヨーク6より大径の円筒状の第2ヨーク7が支持材8
を介して固着されており。
第1ヨーク6の外周面と第2ヨーク7の内周面とは対面
している。
している。
第1ヨーク6と第2ヨーク7とは磁性材料で形成されて
おり、第1ヨーク6の端部にはリング状のマグネット9
が嵌合固定されている。このマグネット9の外周面とw
、2ヨーク7の内周面との間には小間隔の隔隙10が存
しており、この間隙10は周回方向に一定に構成されて
いる。
おり、第1ヨーク6の端部にはリング状のマグネット9
が嵌合固定されている。このマグネット9の外周面とw
、2ヨーク7の内周面との間には小間隔の隔隙10が存
しており、この間隙10は周回方向に一定に構成されて
いる。
ま1こ、第1ヨーク6の外周面及び第2ヨーク7の内周
面には中央部及び端部にリング状の突起6a、6b及び
7a、7bが相対向位置に形成されて、リング状のエア
ーギャップ11及び12が2箇所形成され、マグネット
9からの磁束はWA2ヨーク7より両エアーギャップ1
1.12を通って第1ヨーク6よシ戻ることになる。
面には中央部及び端部にリング状の突起6a、6b及び
7a、7bが相対向位置に形成されて、リング状のエア
ーギャップ11及び12が2箇所形成され、マグネット
9からの磁束はWA2ヨーク7より両エアーギャップ1
1.12を通って第1ヨーク6よシ戻ることになる。
前記中央°エアーギャップ11において1両中央 ゛突
起6a、7aの対向面には凹部6c + 7cと凸部6
a 、7dが正弦波状に形成されている。この凹部6c
、7cと凸部6a 、7dとは両伝達軸2゜5の静止時
に相対応しており、凸部6ct、7ct間のエアーギャ
ップ間隔が小さく1両伝達軸2.5の相対回転角が大き
くなるに従って両凸部6d。
起6a、7aの対向面には凹部6c + 7cと凸部6
a 、7dが正弦波状に形成されている。この凹部6c
、7cと凸部6a 、7dとは両伝達軸2゜5の静止時
に相対応しており、凸部6ct、7ct間のエアーギャ
ップ間隔が小さく1両伝達軸2.5の相対回転角が大き
くなるに従って両凸部6d。
7dがずれてギャップ間隔が大きくなるように構成され
ている。葦た。各凹凸部6c、6d及び。
ている。葦た。各凹凸部6c、6d及び。
7c、7dのピッチ角は最大相対回転角より大さく形成
され、伝達トルクが大きくなって相対回転角が大きくな
ってもギャップ間隔が小さくなるこ−とけない。
され、伝達トルクが大きくなって相対回転角が大きくな
ってもギャップ間隔が小さくなるこ−とけない。
一方、isエアーギャップ12において1両端部突起6
b、7bの対向面が同心円に形成され。
b、7bの対向面が同心円に形成され。
ギャップ間隔か周回方向に一定に構成され、この端部エ
アーギャップ12内に磁気センサ16が介設されている
。この磁気セン父13は端部エアーギャップ12の磁束
を検出するもので1両端部突起6b、7bに無接触で外
部に支持されている。
アーギャップ12内に磁気センサ16が介設されている
。この磁気セン父13は端部エアーギャップ12の磁束
を検出するもので1両端部突起6b、7bに無接触で外
部に支持されている。
次に、伝達トルクの検出動作について説明する。
先ず1両伝達軸2.5が静止状態に2いては、中央エア
ーギャップ110両ヨーク61.7の凹部6c6dと凸
部6a 、7dとは互いに対向し1両凸部6d 、7d
のギャップ間隔が最も小さくなっている0 従って、マグネット9からの磁束は、第4図(a)に示
すように、端部エアーギャップ12の磁気抵抗が大きい
1こめ、第2ヨーク7から中央エアーギャップ11を通
り、累1ヨーク6に戻ることになり、端部エアーギャッ
プ12の磁束密度は小さくこの磁束を磁気センサ13が
検出する。
ーギャップ110両ヨーク61.7の凹部6c6dと凸
部6a 、7dとは互いに対向し1両凸部6d 、7d
のギャップ間隔が最も小さくなっている0 従って、マグネット9からの磁束は、第4図(a)に示
すように、端部エアーギャップ12の磁気抵抗が大きい
1こめ、第2ヨーク7から中央エアーギャップ11を通
り、累1ヨーク6に戻ることになり、端部エアーギャッ
プ12の磁束密度は小さくこの磁束を磁気センサ13が
検出する。
続いて、伝達トルクがかかると9両伝達軸2゜3間に相
対回転角が生じ1例えば、第1伝達軸2のみか僅かに回
転した場合1両ヨーク6.7の凹部6 ’ * 7 C
と凸部6a 、7dとの相対位置が移動し、対向する凸
部6d 、7dが離隔し、ギャップ間隔が大きくなる。
対回転角が生じ1例えば、第1伝達軸2のみか僅かに回
転した場合1両ヨーク6.7の凹部6 ’ * 7 C
と凸部6a 、7dとの相対位置が移動し、対向する凸
部6d 、7dが離隔し、ギャップ間隔が大きくなる。
従って、マグネット9からの磁束は、第4図(b)に示
すように、中央エアーギャップ11の磁気抵抗が逆に大
きくなる1こめ、第2ヨーク7から端部エアーギャップ
11を通り、第1ヨーク6に戻ることになり、端部エア
ーギャップ12の磁束密度は大きくなる。この磁束を磁
気センサ13が検出して伝達トルクを計測することにな
る。
すように、中央エアーギャップ11の磁気抵抗が逆に大
きくなる1こめ、第2ヨーク7から端部エアーギャップ
11を通り、第1ヨーク6に戻ることになり、端部エア
ーギャップ12の磁束密度は大きくなる。この磁束を磁
気センサ13が検出して伝達トルクを計測することにな
る。
すなわち、伝達トルクの大きさにより、中央エアーギャ
ップ11のギャップ間隔が叢化し、この変化に伴って端
部エアーギャップ12の磁束密度が変化することになり
、この磁束変化を検出して伝達トルクを計測する。
ップ11のギャップ間隔が叢化し、この変化に伴って端
部エアーギャップ12の磁束密度が変化することになり
、この磁束変化を検出して伝達トルクを計測する。
この伝達トルクの計測は両伝達軸2.5の低速回転時で
も通常回転時でも同様である。
も通常回転時でも同様である。
尚、この実施例において、エアーギャップは2箇所形成
したが、6箇所以上形成してもよく、2箇M上のエアー
ギャップのヨーク対向面に凹凸部を形成してもよい。
したが、6箇所以上形成してもよく、2箇M上のエアー
ギャップのヨーク対向面に凹凸部を形成してもよい。
まtこ、凹部6c 、7cに凸部6ct 、7dとは矩
形波状に形成してもよく1両凸部6a 、7ctの対向
面積の変化により生じる磁束変化を検出するようにして
もよい。
形波状に形成してもよく1両凸部6a 、7ctの対向
面積の変化により生じる磁束変化を検出するようにして
もよい。
更に、マグネット9は第2ヨーク7に設けてもよい。
以上のようにこの発明によれば、同心上の2本の伝達軸
の一方にマグネットを1両軸に磁性材料のヨークをそれ
ぞれ同着し1両ヨークの対向面に2箇所以上エアーギャ
ップを形成し、1箇所以上〕のエアーギャップのヨーク
対向面に凹凸部を形成し、1箇所のエアーギャップのヨ
ーク対向面間隔を一定にして磁気センサを介設し、N記
両伝達軸の相対回転角により前記凸部の対向面積又はギ
ャップ間隔が変化し、この変化により生じる磁束変化を
前記磁気センサが検出するようにしtこために両伝達軸
の低速回転時及び一方の伝達軸の静止時においても伝達
トルクを検出することができる。
の一方にマグネットを1両軸に磁性材料のヨークをそれ
ぞれ同着し1両ヨークの対向面に2箇所以上エアーギャ
ップを形成し、1箇所以上〕のエアーギャップのヨーク
対向面に凹凸部を形成し、1箇所のエアーギャップのヨ
ーク対向面間隔を一定にして磁気センサを介設し、N記
両伝達軸の相対回転角により前記凸部の対向面積又はギ
ャップ間隔が変化し、この変化により生じる磁束変化を
前記磁気センサが検出するようにしtこために両伝達軸
の低速回転時及び一方の伝達軸の静止時においても伝達
トルクを検出することができる。
すなわち、基準となる信号を用いずに1両伝達軸の相対
回転角による磁束変化をオリ用するので、倒れの伝達ト
ルクをも確実に検出することができる0
回転角による磁束変化をオリ用するので、倒れの伝達ト
ルクをも確実に検出することができる0
第1図は従来のトルク検出装置の中央縦断面図。
第2図はこの発明のトルク検出装置の甲央縦町面図、第
3図(&)(b)(e)は第2図(a) −(a)線、
(b)−(b)Ml及(e) −(e)線における両ヨ
ークの断面端面図、第4図(a)(b)は磁束変化を示
す両ヨークの概略構成図である0 1;トルク検出装置、2・5;伝達軸 4;スプリング 5;ベアリング 6・7;ヨーク 6a−6b−7a−7b;突起 6C・7C;凹部、 6d・7d、凸部8;支持材、
9;マグネット 10;間隙、11・12暮エアーキャップ13;磁気セ
ンサ 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 中 村 茂 信 秦 1!!1 寥2 面 集3聞 (b) (c)口 亮4凹
3図(&)(b)(e)は第2図(a) −(a)線、
(b)−(b)Ml及(e) −(e)線における両ヨ
ークの断面端面図、第4図(a)(b)は磁束変化を示
す両ヨークの概略構成図である0 1;トルク検出装置、2・5;伝達軸 4;スプリング 5;ベアリング 6・7;ヨーク 6a−6b−7a−7b;突起 6C・7C;凹部、 6d・7d、凸部8;支持材、
9;マグネット 10;間隙、11・12暮エアーキャップ13;磁気セ
ンサ 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 中 村 茂 信 秦 1!!1 寥2 面 集3聞 (b) (c)口 亮4凹
Claims (2)
- (1)同心上に配置されtコ2本の伝達軸が弾性体を介
して連結され、この両伝遜軸の相対回転角より伝達トル
クを検出するトルク検出装置において。 前記伝達軸の何れか一方にリング状のマグネットが固着
され1両伝達軸に磁性材料で形成されたヨークが同着さ
れ、この両ヨークの対向面にリング状のエアーギャップ
が2箇所以上形成され、このエアーキャップのうち1箇
所以上のエアーギヤ°ツブのヨーク対向面に相対応して
凹凸部が形成される一方、前記エアーギャップのうち1
箇所のエアーキャップのヨーク対向面間隔が一定に形成
され、このエアーギャップに磁気センサが介設され、前
記両伝達軸の相杓回転角により前記凸部の対向面積又は
ギャップ間隔が変化し、この変化により生じる磁束変化
を前記磁気センサが検出するようにしたことを特徴とす
るトルク検出装置。 - (2)前記凹凸部は、1箇所のエアーギャップのヨーク
対向面に形成され、はぼ正弦波状に形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のトルク検出装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5219182A JPS58167934A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5219182A JPS58167934A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | トルク検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58167934A true JPS58167934A (ja) | 1983-10-04 |
JPH039414B2 JPH039414B2 (ja) | 1991-02-08 |
Family
ID=12907899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5219182A Granted JPS58167934A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58167934A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2612633A1 (fr) * | 1987-03-17 | 1988-09-23 | Alsthom Cgee | Couplemetre a effet vernier |
US4984474A (en) * | 1988-09-30 | 1991-01-15 | Copal Company Limited | Torque sensor |
WO1995014914A1 (fr) * | 1993-11-26 | 1995-06-01 | Labinal | Dispositif de mesure differentielle de couple |
DE19816568A1 (de) * | 1998-04-15 | 1999-11-04 | Bosch Gmbh Robert | Sensoranordnung zur Erfassung eines Drehmoments und/oder eines Drehwinkels |
JP2006162460A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Kayaba Ind Co Ltd | トルクセンサ |
-
1982
- 1982-03-29 JP JP5219182A patent/JPS58167934A/ja active Granted
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2612633A1 (fr) * | 1987-03-17 | 1988-09-23 | Alsthom Cgee | Couplemetre a effet vernier |
EP0285827A2 (fr) * | 1987-03-17 | 1988-10-12 | Société Anonyme dite: CEGELEC | Couplemètre à effet vernier |
US4984474A (en) * | 1988-09-30 | 1991-01-15 | Copal Company Limited | Torque sensor |
WO1995014914A1 (fr) * | 1993-11-26 | 1995-06-01 | Labinal | Dispositif de mesure differentielle de couple |
FR2712982A1 (fr) * | 1993-11-26 | 1995-06-02 | Labinal | Dispositif de mesure différentielle de couple. |
US5705756A (en) * | 1993-11-26 | 1998-01-06 | Labinal | Differential torque measuring device |
DE19816568A1 (de) * | 1998-04-15 | 1999-11-04 | Bosch Gmbh Robert | Sensoranordnung zur Erfassung eines Drehmoments und/oder eines Drehwinkels |
JP2006162460A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Kayaba Ind Co Ltd | トルクセンサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH039414B2 (ja) | 1991-02-08 |
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