JPS62112023A - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
- Publication number
- JPS62112023A JPS62112023A JP25158785A JP25158785A JPS62112023A JP S62112023 A JPS62112023 A JP S62112023A JP 25158785 A JP25158785 A JP 25158785A JP 25158785 A JP25158785 A JP 25158785A JP S62112023 A JPS62112023 A JP S62112023A
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- arm
- strain gauges
- arms
- torque
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- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 14
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 14
- 230000008602 contraction Effects 0.000 abstract 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Manipulator (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】
産業上の利用分野：
本発明は、種々の用途に供せられる電動機、変速機等の
制御に特に好適に使用されるトルク検出装置に関する。
制御に特に好適に使用されるトルク検出装置に関する。
従来の技術：
曲げ、捩り、圧縮、伸び等を測定する材料試験、或いは
機械の各部の強度および剛性の測定に歪ゲージを利用す
ることは広く行われているが（、回転軸に加わる負荷ト
ルクを歪ゲージを利用して測定し、測定結果を機械の制
御に利用しようとする場合には多くの困難を伴う。回転
体上に取付けられた歪ゲージに対する電気的接続は難し
いし、また、振動に起因する外乱が加わるため正確な制
御は行われ難い。
機械の各部の強度および剛性の測定に歪ゲージを利用す
ることは広く行われているが（、回転軸に加わる負荷ト
ルクを歪ゲージを利用して測定し、測定結果を機械の制
御に利用しようとする場合には多くの困難を伴う。回転
体上に取付けられた歪ゲージに対する電気的接続は難し
いし、また、振動に起因する外乱が加わるため正確な制
御は行われ難い。
発明が解決しようとする問題点：
上記外乱は機械の振動に起因して回転軸の軸線方向およ
び回転軸に対してラジアルの方向に作用する力によるも
のが大部分である。このため、外乱による影響が無視し
得る程度にまで減少されると共に、電気的接続について
の問題点が解決されれば、設置の容易さおよび制御の正
確さを保ちつつ歪ゲージが利用され得ることとなる。
び回転軸に対してラジアルの方向に作用する力によるも
のが大部分である。このため、外乱による影響が無視し
得る程度にまで減少されると共に、電気的接続について
の問題点が解決されれば、設置の容易さおよび制御の正
確さを保ちつつ歪ゲージが利用され得ることとなる。
問題点を解決するだめの手段：
本発明によるものは、軸に回転を与える駆動装置の外殻
ケースまたは外殻ケースに一体化された部材を、上記軸
の軸心に関しラジアル方向の第１、第２の腕を介し、静
止部に連結して上記軸に加わる負荷トルクにより第１．
第２の腕に曲げモーメントが加わるようにし、第１の腕
における１組の伸長圧縮面および第２の腕における１組
の伸長圧縮面のおのおのにそれぞれ歪ゲージを取付け、
第１．第２の腕上の歪ゲージのうち伸長圧縮の条件を同
じくする歪ゲージを対向辺上に置ぐトル・り検出用ホイ
ートストンブリッジを設けたことを特徴とする。
ケースまたは外殻ケースに一体化された部材を、上記軸
の軸心に関しラジアル方向の第１、第２の腕を介し、静
止部に連結して上記軸に加わる負荷トルクにより第１．
第２の腕に曲げモーメントが加わるようにし、第１の腕
における１組の伸長圧縮面および第２の腕における１組
の伸長圧縮面のおのおのにそれぞれ歪ゲージを取付け、
第１．第２の腕上の歪ゲージのうち伸長圧縮の条件を同
じくする歪ゲージを対向辺上に置ぐトル・り検出用ホイ
ートストンブリッジを設けたことを特徴とする。
第１図は上記本発明によるものの構成を略図的に示す。
この図において、Ｃは電動機、変速機等の外殻ケースま
たは外殻ケース上のフランジ、Ｓはそれらの出力軸（上
記の軸）、Ａ４．Ａ２は軸心０に関しラジアル方向に向
う第１．第２の腕である。
たは外殻ケース上のフランジ、Ｓはそれらの出力軸（上
記の軸）、Ａ４．Ａ２は軸心０に関しラジアル方向に向
う第１．第２の腕である。
第１．第２の腕Ａ、 、 Ａ２には出力軸Ｓに加わる負
荷トルクにより曲げモーメントが加わる０８Ｇ１．ＳＧ
２は第１の腕Ａ、における伸長圧縮面上に取付けられた
１組の歪ゲージ、ＳＧ２． ＳＧ′２は第２の腕Ａ２に
おける伸長圧縮面上に取付けられた１組の歪ゲージであ
る。歪ゲージＳＧ、と歪ゲージＳＧ２とは伸長圧縮の条
件を同じくし、歪ゲージＳＧ’Ｈと歪ゲージｓｏ’２と
は伸長圧縮の条件を同じくする。ここに”伸長圧縮の条
件を同じくする”と言うのは、一方が伸長されるときに
他方も伸長され、一方が圧縮されるとき他方も圧縮され
ることを意味する。
荷トルクにより曲げモーメントが加わる０８Ｇ１．ＳＧ
２は第１の腕Ａ、における伸長圧縮面上に取付けられた
１組の歪ゲージ、ＳＧ２． ＳＧ′２は第２の腕Ａ２に
おける伸長圧縮面上に取付けられた１組の歪ゲージであ
る。歪ゲージＳＧ、と歪ゲージＳＧ２とは伸長圧縮の条
件を同じくし、歪ゲージＳＧ’Ｈと歪ゲージｓｏ’２と
は伸長圧縮の条件を同じくする。ここに”伸長圧縮の条
件を同じくする”と言うのは、一方が伸長されるときに
他方も伸長され、一方が圧縮されるとき他方も圧縮され
ることを意味する。
第２図は歪ゲージＳＧ１．ＳＧ１．ＳＧ２．ＳＧ′２の
抵抗を、それぞれ、ＲＨ＋ Ｒ１２＋ Ｒ２１＋ Ｒ２
□により示しつつ、これらの歪ゲージを４辺に置いて組
まれたホイートストンブリッジ（以下、単にブリッジと
言うＱ）を示す。この図に示す如く、伸長圧縮の条件を
同じくする歪ゲージＳＧ、 、 ＳＧ２の抵抗、Ｒｎ
ｌ Ｒ２１と、伸長圧縮の条件を同じくする歪ゲージＳ
Ｇ１．ＳＧ′２の抵抗Ｒ＋２ ＨＲ２２とは、それぞれ
、ブリッジの対向辺上に置かれる。なお、■はアームＡ
１上の歪ゲージＳＧ、 、 ＳＧ；の抵抗Ｒ，１，Ｒ，
２を示し、■はアームＡ２上の歪ゲージＳＧ２．ＳＧ′
２の抵抗Ｒ２１＋ Ｒ２２を示す。
抵抗を、それぞれ、ＲＨ＋ Ｒ１２＋ Ｒ２１＋ Ｒ２
□により示しつつ、これらの歪ゲージを４辺に置いて組
まれたホイートストンブリッジ（以下、単にブリッジと
言うＱ）を示す。この図に示す如く、伸長圧縮の条件を
同じくする歪ゲージＳＧ、 、 ＳＧ２の抵抗、Ｒｎ
ｌ Ｒ２１と、伸長圧縮の条件を同じくする歪ゲージＳ
Ｇ１．ＳＧ′２の抵抗Ｒ＋２ ＨＲ２２とは、それぞれ
、ブリッジの対向辺上に置かれる。なお、■はアームＡ
１上の歪ゲージＳＧ、 、 ＳＧ；の抵抗Ｒ，１，Ｒ，
２を示し、■はアームＡ２上の歪ゲージＳＧ２．ＳＧ′
２の抵抗Ｒ２１＋ Ｒ２２を示す。
電源電圧なＥとすればブリッジの出力電圧は次式で示さ
れる。
れる。
作用：
（１）式の括弧内の第１項Ｒ２１／ （Ｒ２，＋ Ｒ，
２，、と第２項Ｒ２２／’ （Ｒ２２＋ Ｒ＋２ ）お
よび（１）式は、それぞれ、次の如く整理される。
２，、と第２項Ｒ２２／’ （Ｒ２２＋ Ｒ＋２ ）お
よび（１）式は、それぞれ、次の如く整理される。
第１項＝’ ＝ １ ＋Ｒ，２／Ｒ２、−−−−−−−
−−゛−−−−−−−−−− ＋２１ｅ＝（ｆ、−ｆ２
）Ｅ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（４）第４図に示す
如く出力電圧ｅはｆ、とｆ２との差に比例する量である
ため、ｆ、がΔだけ増大するがｆ２も同じくΔだけ増大
する場合、或いは、ｆ、がΔだけ減少するがｆ２も同じ
くΔだけ減少する場合には不変に保たれる。
−−゛−−−−−−−−−− ＋２１ｅ＝（ｆ、−ｆ２
）Ｅ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（４）第４図に示す
如く出力電圧ｅはｆ、とｆ２との差に比例する量である
ため、ｆ、がΔだけ増大するがｆ２も同じくΔだけ増大
する場合、或いは、ｆ、がΔだけ減少するがｆ２も同じ
くΔだけ減少する場合には不変に保たれる。
これらの場合は、外殻ケースＣにトルクを及ぼさない外
力、すなわち軸心０を通る平面内にある外力が加わる場
合に対応する。軸心Ｏを通る平面内にある外力は抵抗Ｒ
Ｈ〜Ｒ２□を変化させるが、上記＋２１ ＋３１式の分
母上の項Ｒ２＋ ／’Ｒ＋２とＲＮ／Ｒ２２とに同様の
変化をもたらすため、結果的には出力電圧ｅを変化させ
ないのである。（Ｒ２ｊ／Ｒ＋２が増大すればＲ＋ｊ／
Ｒ２２も増大し、逆にＲ２，／Ｒ１□が減少すればＲＨ
／Ｒ２□も減少する。）この点よりして本発明によるも
のは外乱による影響を殆んど受けることなく負荷トルク
を忠実かつ正確に検出し得るものとなってＡるのである
。
力、すなわち軸心０を通る平面内にある外力が加わる場
合に対応する。軸心Ｏを通る平面内にある外力は抵抗Ｒ
Ｈ〜Ｒ２□を変化させるが、上記＋２１ ＋３１式の分
母上の項Ｒ２＋ ／’Ｒ＋２とＲＮ／Ｒ２２とに同様の
変化をもたらすため、結果的には出力電圧ｅを変化させ
ないのである。（Ｒ２ｊ／Ｒ＋２が増大すればＲ＋ｊ／
Ｒ２２も増大し、逆にＲ２，／Ｒ１□が減少すればＲＨ
／Ｒ２□も減少する。）この点よりして本発明によるも
のは外乱による影響を殆んど受けることなく負荷トルク
を忠実かつ正確に検出し得るものとなってＡるのである
。
実施例：
第５図乃至第５図は本発明によるトルク検出装置の１例
を示す。これらの図において、（１）は軸（２）に回転
を与える駆動装置の外殻ケースである。
を示す。これらの図において、（１）は軸（２）に回転
を与える駆動装置の外殻ケースである。
外殻ケース（２）の前端には軸（２）の中心に関しラジ
アル方向の第１．第２の腕＋３１ ＋４１を具えた部材
（５）が増付けられ、この部材（５）は静止部（６）に
ビン連結される。静止部（６）はプラケット（７）の部
分において外殻ケース（１）の後端を回動自在に支持す
る。
アル方向の第１．第２の腕＋３１ ＋４１を具えた部材
（５）が増付けられ、この部材（５）は静止部（６）に
ビン連結される。静止部（６）はプラケット（７）の部
分において外殻ケース（１）の後端を回動自在に支持す
る。
＋８１ ＋８’ｌは第１図のＳＧ＋ 、 ＳＧ’＋に相
当する歪ゲージ、＋９＋ ＋９ｉは第１図のＳＧ２ 、
ＳＧ′２に相当する歪ゲージである。歪ゲージ＋８１
＋８’ｌ ＋９） ＋９’ｌの接続および作用は第１
図および第２図について説明した通りである。
当する歪ゲージ、＋９＋ ＋９ｉは第１図のＳＧ２ 、
ＳＧ′２に相当する歪ゲージである。歪ゲージ＋８１
＋８’ｌ ＋９） ＋９’ｌの接続および作用は第１
図および第２図について説明した通りである。
第６図乃至第５図に示すものは横置き型のものであった
が、第６図および第７図に示すものは縦置き型のもので
ある。第６図および第７図において、αυは軸ａ’ｂに
回転を与える駆動装置の外殻ケースである。外殻ケース
αυの下方には軸ａ′２の中心に関しラジアル方向の腕
α３ （１４＋を具えた部材ａ９が外殻ケースαＤに一
体化して設けられる。この部材αシは静止部Ｏ０にビン
連結される。ＯＱα６は第１図のＳＧ、 。
が、第６図および第７図に示すものは縦置き型のもので
ある。第６図および第７図において、αυは軸ａ’ｂに
回転を与える駆動装置の外殻ケースである。外殻ケース
αυの下方には軸ａ′２の中心に関しラジアル方向の腕
α３ （１４＋を具えた部材ａ９が外殻ケースαＤに一
体化して設けられる。この部材αシは静止部Ｏ０にビン
連結される。ＯＱα６は第１図のＳＧ、 。
ＳＧ’＋に相当する歪ゲージ、α＊ ａｍ ハ第１図）
ＳＧ２ 、 ＳＧ’！に相当する歪ゲージである。歪ゲ
ージσｓ ｔＡαｓｕｊの接続および作用は第１図およ
び第２図について説明した通りである。
ＳＧ２ 、 ＳＧ’！に相当する歪ゲージである。歪ゲ
ージσｓ ｔＡαｓｕｊの接続および作用は第１図およ
び第２図について説明した通りである。
発明の効果：
本発明は歪ゲージの使用に関連して起るさきに指摘した
問題点に解決を与えて、歪ゲージを使用するトルク検出
装置が高い精度をもつものとして提供されるようにする
ものである。
問題点に解決を与えて、歪ゲージを使用するトルク検出
装置が高い精度をもつものとして提供されるようにする
ものである。
第１図は本発明によるトルク検出装置の構成を略図的に
示す図面、第２図は第１図ｊこ示すものの歪ゲージによ
るブリッジを示す回路図、第６図乃至第５図は本発明に
よるトルク検出装置の１例を示す正面図、左側面図およ
び右側面図、第６図は本発明によるトルク検出装置の他
の１例を示す正面図、第７図は第６図に示すものの外殻
ケースを外して示す平面図である。 第１閃 第２医 第３図
示す図面、第２図は第１図ｊこ示すものの歪ゲージによ
るブリッジを示す回路図、第６図乃至第５図は本発明に
よるトルク検出装置の１例を示す正面図、左側面図およ
び右側面図、第６図は本発明によるトルク検出装置の他
の１例を示す正面図、第７図は第６図に示すものの外殻
ケースを外して示す平面図である。 第１閃 第２医 第３図
Claims (1)
- 軸に回転を与える駆動装置の外殻ケースまたは外殻ケー
スに一体化された部材を、上記軸の軸心に関しラジアル
方向の第１、第２の腕を介し、静止部に連結して上記軸
に加わる負荷トルクにより第１、第２の腕に曲げモーメ
ントが加わるようにし、第１の腕における１組の伸長圧
縮面および第２の腕における１組の伸長圧縮面のおのお
のにそれぞれ歪ゲージを取付け、第１第２の腕上の歪ゲ
ージのうち伸長圧縮の条件を同じくする歪ゲージを対向
辺上に置くトルク検出用ホイートストンブリッジを設け
たことを特徴とするトルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25158785A JPS62112023A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25158785A JPS62112023A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | トルク検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62112023A true JPS62112023A (ja) | 1987-05-23 |
Family
ID=17225031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25158785A Pending JPS62112023A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62112023A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5353647A (en) * | 1992-09-30 | 1994-10-11 | Carl Schenck Ag | Apparatus for measuring Coriolis forces for ascertaining a mass flow, especially a bulk material flow |
| JP2003083824A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-19 | Kawatetsu Advantech Co Ltd | トルク計 |
| JP2005291973A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toin Gakuen | 変速機の効率測定方法及びそれに用いる装置 |
| JP2006522577A (ja) * | 2003-04-04 | 2006-09-28 | ヴィッテンシュタイン アーゲー | 電動機及び／又は変速機 |
| JP2009058388A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Tetsuya Mori | トルクセンサ及びトルクセンサ付モータ |
| JP2013061305A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-04 | Toyota Motor Corp | トルク計測装置 |
| JP2016130730A (ja) * | 2015-01-07 | 2016-07-21 | 株式会社ロボテック | モータシステム |
| WO2019220516A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | アクチュエータおよびトルクセンサユニット |
-
1985
- 1985-11-09 JP JP25158785A patent/JPS62112023A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5353647A (en) * | 1992-09-30 | 1994-10-11 | Carl Schenck Ag | Apparatus for measuring Coriolis forces for ascertaining a mass flow, especially a bulk material flow |
| JP2003083824A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-19 | Kawatetsu Advantech Co Ltd | トルク計 |
| JP2006522577A (ja) * | 2003-04-04 | 2006-09-28 | ヴィッテンシュタイン アーゲー | 電動機及び／又は変速機 |
| JP4847315B2 (ja) * | 2003-04-04 | 2011-12-28 | ヴィッテンシュタイン アーゲー | 電動機及び／又は変速機 |
| JP2005291973A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toin Gakuen | 変速機の効率測定方法及びそれに用いる装置 |
| JP2009058388A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Tetsuya Mori | トルクセンサ及びトルクセンサ付モータ |
| JP2013061305A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-04 | Toyota Motor Corp | トルク計測装置 |
| JP2016130730A (ja) * | 2015-01-07 | 2016-07-21 | 株式会社ロボテック | モータシステム |
| WO2019220516A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | アクチュエータおよびトルクセンサユニット |
| JPWO2019220516A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2021-03-11 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | アクチュエータおよびトルクセンサユニット |
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