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JP7651390B2 - Torque Meters and Measurement Systems - Google Patents
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JP7651390B2 JP2021105104A JP2021105104A JP7651390B2 JP 7651390 B2 JP7651390 B2 JP 7651390B2 JP 2021105104 A JP2021105104 A JP 2021105104A JP 2021105104 A JP2021105104 A JP 2021105104A JP 7651390 B2 JP7651390 B2 JP 7651390B2
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Description

本発明は、回転軸によって伝達されるトルクを計測する技術に関するものである。 The present invention relates to a technology for measuring the torque transmitted by a rotating shaft.

回転軸によって伝達されるトルクを計測する技術としては、図10aに示すトルク計9が知られている(たとえば、特許文献1)。
図10aはトルク計9の一部を切り欠いた側面図であり、斜線のハッチングを施した部分が切り欠いた後の断面を表す。
図示するように、このトルク計9は、中空の円筒形状の中空体部91の軸方向の一端に駆動側フランジ部92を設け、他端に負荷側フランジ部93を設けたものである。中空体部91の軸方向の中央部は肉薄に形成されており、中空体部91の内周面の肉薄部分にひずみゲージ94が固定されている。
As a technique for measuring the torque transmitted by a rotating shaft, a torque meter 9 shown in FIG. 10a is known (for example, see Patent Document 1).
FIG. 10a is a side view of the torque meter 9 with a part cut away, and the hatched area represents the cross section after cutting away.
As shown in the figure, the torque meter 9 has a drive side flange 92 at one axial end of a hollow cylindrical body 91, and a load side flange 93 at the other axial end. The central portion of the hollow body 91 in the axial direction is thin-walled, and a strain gauge 94 is fixed to the thin-walled portion of the inner peripheral surface of the hollow body 91.

図10bに示すように、トルク計9の駆動側フランジ部92には、駆動側の回転軸100のフランジ101がボルトによって締結され、負荷側フランジ部93には負荷側の回転軸110のフランジ111がボルトによって締結される。 As shown in FIG. 10b, the flange 101 of the drive side rotating shaft 100 is fastened to the drive side flange portion 92 of the torque meter 9 by bolts, and the flange 111 of the load side rotating shaft 110 is fastened to the load side flange portion 93 by bolts.

このようなトルク計9において、駆動側の回転軸100と負荷側の回転軸110との間で伝達されるトルクが、中空体部91の内周面の肉薄部分の歪みとしてひずみゲージ94によって計測される。 In such a torque meter 9, the torque transmitted between the drive side rotating shaft 100 and the load side rotating shaft 110 is measured by the strain gauge 94 as the distortion of the thin-walled portion of the inner surface of the hollow body portion 91.

特開2005-321335号公報JP 2005-321335 A

図10a、bに示したトルク計9によれば、計測にヒステリシスが発生すると共に、発生するヒステリシスの特性が、駆動側の回転軸100のフランジ101の剛性や負荷側の回転軸110のフランジ111の剛性に依存して変化してしまうという問題があった。 The torque meter 9 shown in Figures 10a and 10b has the problem that hysteresis occurs in the measurement, and the characteristics of the hysteresis change depending on the rigidity of the flange 101 of the drive side rotating shaft 100 and the rigidity of the flange 111 of the load side rotating shaft 110.

図11aのF1、F2は、トルク計に加える負荷トルクの、0から正の所定値までの変化と、正の所定値から負の所定値までの変化と、負の所定値から0までの変化とを連続的に行ったときの、負荷トルク-誤差の特性の例を示したものであり、ヒステリシスが発生している。 F1 and F2 in Figure 11a show an example of the load torque-error characteristics when the load torque applied to the torque meter is changed continuously from 0 to a specified positive value, from the specified positive value to a specified negative value, and from the specified negative value to 0, and hysteresis is generated.

図11aにおいて、F1はF2よりもフランジの厚さが薄い場合の特性を示しており、図10b、cに示すように、剛性に関わる要素であるフランジ101の厚さd1やフランジ111の厚さd2が異なると、発生するヒステリシスの特性が異なったものとなる。 In Figure 11a, F1 shows the characteristics when the flange thickness is thinner than F2, and as shown in Figures 10b and 10c, if the thickness d1 of flange 101 and the thickness d2 of flange 111, which are factors related to rigidity, differ, the hysteresis characteristics that occur will be different.

また、図11bはフランジ厚さ-感度の特性の例を示したものであり、図10b、cに示すように剛性に関わる要素であるフランジ101の厚さd1やフランジ111の厚さd2が異なると、トルク計の計測の感度が異なるものとなってしまう。なお、図11bは、フランジの厚さが所定の基準厚さであるときの感度を0としてフランジ厚さ-感度の特性を示したものである。 Figure 11b shows an example of the flange thickness-sensitivity characteristics, and as shown in Figures 10b and 10c, if the thickness d1 of flange 101 and the thickness d2 of flange 111, which are elements related to rigidity, differ, the sensitivity of the torque meter measurement will differ. Note that Figure 11b shows the flange thickness-sensitivity characteristics with the sensitivity set to 0 when the flange thickness is a predetermined reference thickness.

このように、図10a、bに示したトルク計9によれば、駆動側の回転軸100のフランジ101の剛性や負荷側の回転軸110のフランジ111の剛性に依存して感度が変化してしまうという問題もあった。 As such, the torque meter 9 shown in Figures 10a and 10b has the problem that the sensitivity changes depending on the rigidity of the flange 101 of the drive side rotating shaft 100 and the rigidity of the flange 111 of the load side rotating shaft 110.

このような計測のヒステリシスや、締結される回転軸のフランジ剛性に依存した感度やヒステリシス特性の変化が、トルク計における高精度なトルク計測の妨げとなっていた。
本発明は、より高精度なトルク計測を行うことを課題とする。
Such measurement hysteresis and changes in sensitivity and hysteresis characteristics depending on the flange rigidity of the rotating shaft to be fastened have been obstacles to high-precision torque measurement in torque meters.
An object of the present invention is to perform torque measurement with higher accuracy.

前記課題達成のために、本発明は、トルクを検出するトルク計に、第1回転シャフトのフランジである第1フランジとボルトで連結される第1円盤部と、第2回転シャフトのフランジである第2フランジとボルトで連結される第2円盤部と、第1円盤部と第2円盤部を連結する起歪部と、前記起歪部に生じる歪みを検出する歪み検出手段とを備えたものである。ただし、前記第1フランジが連結されたときに前記第1フランジと対向する前記第1円盤部の面の、当該第1円盤部と前記第1フランジとを連結するボルトが挿入されるボルト孔もしくはネジ穴の周囲の領域の少なくとも一部の部分は、前記第1フランジが連結された状態において、当該第1円盤部と前記第1フランジとが軸方向に当接する箇所が、当該部分のみとなるように、前記第1フランジ方向に突出した形状を有している。 In order to achieve the above object, the present invention provides a torque meter for detecting torque, which includes a first disk portion connected by a bolt to a first flange, which is the flange of a first rotating shaft, a second disk portion connected by a bolt to a second flange, which is the flange of a second rotating shaft, a strain-generating portion connecting the first disk portion and the second disk portion, and a strain detection means for detecting strain generated in the strain-generating portion. However, at least a part of the area around the bolt hole or screw hole through which the bolt connecting the first disk portion and the first flange is inserted on the surface of the first disk portion that faces the first flange when the first flange is connected has a shape that protrudes in the direction of the first flange so that the only place where the first disk portion and the first flange abut in the axial direction when the first flange is connected is the part in question.

このようなトルク計において、前記第2フランジが連結されたときに前記第2フランジと対向する前記第2円盤部の面の、当該第2円盤部と前記第2フランジとを連結するボルトが挿入されるボルト孔もしくはネジ穴の周囲の領域の少なくとも一部の部分を、前記第2フランジが連結された状態において、当該第2円盤部と前記第2フランジとが軸方向に当接する箇所が、当該部分のみとなるように、前記第2フランジ方向に突出した形状としてよい。 In such a torque meter, at least a portion of the area around the bolt hole or screw hole through which the bolt connecting the second disk portion to the second flange is inserted on the surface of the second disk portion that faces the second flange when the second flange is connected may be shaped to protrude toward the second flange so that the only place where the second disk portion and the second flange abut in the axial direction when the second flange is connected is the portion.

また、前記課題達成のために、本発明は、第1回転シャフトと、第2回転シャフトと、前記第1回転シャフトと前記第2回転シャフトの間で伝達されるトルクを検出するトルク計とを備えた計測システムにおいて、前記トルク計に、第1円盤部と、第2円盤部と、第1円盤部と第2円盤部を連結する起歪部と、前記起歪部に生じる歪みを検出する歪み検出手段とを備えたものである。また、前記第1回転シャフトの端部には、前記第1円盤部とボルトで連結されるフランジである第1フランジを設け、前記第2回転シャフトの端部には、前記第2円盤部とボルトで連結されるフランジである第2フランジを設け、前記第1フランジの前記第1円盤部と対向する面の、前記第1円盤部を連結するボルトが挿入されたボルト孔もしくはネジ穴の周囲の領域の少なくとも一部の部分を、当該第1フランジと前記第1円盤部とが軸方向に当接する箇所が、当該部分のみとなるように、前記第1円盤部方向に突出した形状としたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a measurement system including a first rotating shaft, a second rotating shaft, and a torque meter that detects torque transmitted between the first rotating shaft and the second rotating shaft, the torque meter including a first disk portion, a second disk portion, a strain-generating portion that connects the first disk portion and the second disk portion, and a strain detection means that detects strain generated in the strain-generating portion. A first flange that is a flange that is connected to the first disk portion by a bolt is provided at an end of the first rotating shaft, and a second flange that is a flange that is connected to the second disk portion by a bolt is provided at an end of the second rotating shaft, and at least a part of the area around the bolt hole or screw hole through which the bolt that connects the first disk portion is inserted on the surface of the first flange that faces the first disk portion is shaped to protrude toward the first disk portion so that the only place where the first flange and the first disk portion come into contact in the axial direction is the said part.

この計測システムにおいて、前記第2フランジの前記第2円盤部と対向する面の、前記第2円盤部を連結するボルトが挿入されたボルト孔もしくはネジ穴の周囲の領域の少なくとも一部の部分を、当該第2フランジと前記第2円盤部とが軸方向に当接する箇所が、当該部分のみとなるように、前記第2円盤部方向に突出した形状としてよい。 In this measurement system, at least a portion of the area around the bolt hole or screw hole through which the bolt that connects the second disk portion is inserted on the surface of the second flange facing the second disk portion may be shaped to protrude toward the second disk portion so that the only place where the second flange and the second disk portion abut in the axial direction is the said portion.

また、前記課題達成のために、本発明は、第1回転シャフトと、第2回転シャフトと、前記第1回転シャフトと前記第2回転シャフトの間で伝達されるトルクを検出するトルク計とを備えた計測システムにおいて、前記トルク計に、第1円盤部と、第2円盤部と、第1円盤部と第2円盤部を連結する起歪部と、前記起歪部に生じる歪みを検出する歪み検出手段とを備えたものである。また、前記第1回転シャフトの端部に、前記第1円盤部とボルトで連結されるフランジである第1フランジを設け、前記第2回転シャフトの端部に、前記第2円盤部とボルトで連結されるフランジである第2フランジを設けたものである。また、当該計測システムに、孔を有する環状の部材である第1環状部材を設け、当該第1環状部材を、前記第1フランジと前記第1円盤部とが軸方向に直接当接しないように前記第1フランジと前記第1円盤部との間に配置すると共に、前記第1フランジと前記第1円盤部とを連結するボルトを、前記第1フランジと前記第1円盤部との間において前記第1環状部材の孔に通した形態で、前記第1フランジと前記第1円盤部を連結する。 To achieve the above object, the present invention provides a measurement system including a first rotating shaft, a second rotating shaft, and a torque meter that detects torque transmitted between the first rotating shaft and the second rotating shaft, the torque meter including a first disk portion, a second disk portion, a strain-generating portion that connects the first disk portion and the second disk portion, and a strain detection means that detects strain generated in the strain-generating portion. Also, a first flange that is a flange that is connected to the first disk portion with a bolt is provided on an end of the first rotating shaft, and a second flange that is a flange that is connected to the second disk portion with a bolt is provided on an end of the second rotating shaft. The measurement system is also provided with a first annular member, which is an annular member having a hole, and the first annular member is disposed between the first flange and the first disk portion so that the first flange and the first disk portion do not directly contact each other in the axial direction, and the first flange and the first disk portion are connected by passing a bolt connecting the first flange and the first disk portion through a hole in the first annular member between the first flange and the first disk portion.

このような計測システムに、孔を有する環状の部材である第2環状部材を設け、当該第2環状部材を、前記第2フランジと前記第2円盤部とが軸方向に直接当接しないように前記第2フランジと前記第2円盤部との間に配置し、前記第2フランジと前記第2円盤部とを連結するボルトを、前記第2フランジと前記第2円盤部との間において前記第2環状部材の孔に通した形態で、前記第2フランジと前記第2円盤部を連結してもよい。 In such a measurement system, a second annular member, which is an annular member having a hole, may be provided, and the second annular member may be disposed between the second flange and the second disk portion so that the second flange and the second disk portion do not directly contact each other in the axial direction, and the second flange and the second disk portion may be connected by passing a bolt connecting the second flange and the second disk portion through a hole in the second annular member between the second flange and the second disk portion.

以上のようなトルク計や計測システムによれば、第1円盤と第1フランジとが軸方向に当接する箇所や、第2円盤と第2フランジとが軸方向に当接する箇所をボルトの周辺の小さな面積の部分に集中させるので、第1フランジや第2フランジの厚さや剛性の違いや加わるトルクの大きさに応じた応力分布の変化を抑制できる。これによって、トルク計の計測のヒステリシスを小さく抑えることができると共に、第1フランジや第2フランジの厚さや剛性の違いによる計測のヒステリシスや計測の感度の変化を抑制でき、トルク計測の高精度化を図ることができる。 According to the torque meter and measurement system described above, the points where the first disk and first flange abut in the axial direction and the points where the second disk and second flange abut in the axial direction are concentrated in small areas around the bolt, so that changes in stress distribution according to differences in the thickness and rigidity of the first flange and second flange and the magnitude of the applied torque can be suppressed. This makes it possible to keep the measurement hysteresis of the torque meter small, and suppress changes in measurement hysteresis and measurement sensitivity due to differences in the thickness and rigidity of the first flange and second flange, thereby achieving high-precision torque measurement.

以上のように、本発明によれば、より高精度なトルク計測を行うことができる。 As described above, the present invention makes it possible to perform torque measurements with higher accuracy.

本発明の実施形態に係るトルク測定装置、計測システムの構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a torque measuring device and a measurement system according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施形態に係るトルク計を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a torque meter according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るトルク測定装置の回転検出の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration for detecting rotation of a torque measuring device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るトルク計への回転シャフトの連結の構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a structure for coupling a rotating shaft to a torque meter according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るトルク計のボルト孔周辺を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the periphery of a bolt hole of the torque meter according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るトルク計のネジ穴と貫通孔の周辺を示す図である。1 is a diagram showing the periphery of a screw hole and a through hole of a torque meter according to an embodiment of the present 本発明の実施形態に係るトルク計の他の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of a torque meter according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るトルク計の他の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of a torque meter according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るトルク計の他の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of a torque meter according to an embodiment of the present invention. 公知のトルク計を示す図である。FIG. 1 shows a known torque meter. 本発明の課題を示す図である。FIG. 1 illustrates a problem to be solved by the present invention.

本発明の実施形態について説明する。
図1aに本実施形態に係るトルク測定装置の構成を示す。
図1aにおいて、図1a1はトルク測定装置の正面図を、図1a2はトルク測定装置の側面図を、図1a3はトルク測定装置の背面図を表す。
図示するように、トルク測定装置は、トルク計1とステータ2より構成される。ステータ2は、円環状のリング部21を備えている。
トルク測定装置を用いて、たとえば、図1bに示すような計測システムが構成される。
図1bの計測システムにおいて、トルク計1の正面側には第1回転シャフト3の端部に設けられたフランジである第1フランジ31が連結され、トルク計1の背面側には第2回転シャフト4の端部に設けられたフランジである第2フランジ41が連結されている。第2回転シャフト4は、エンジンや電気モータ等の駆動装置6によって回転駆動され、第1回転シャフト3はダイナモメータ等の負荷装置5に連結されており、トルク測定装置は駆動装置6と負荷装置5との間で働くトルクを測定する。ただし、第2回転シャフト4を負荷装置5に連結し、第1回転シャフト3を駆動装置6によって回転駆動する構成とすることもできる。
An embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1a shows the configuration of a torque measuring device according to this embodiment.
In FIG. 1a, FIG. 1a1 shows a front view of the torque measuring device, FIG. 1a2 shows a side view of the torque measuring device, and FIG. 1a3 shows a rear view of the torque measuring device.
As shown in the figure, the torque measuring device is composed of a torque meter 1 and a stator 2. The stator 2 has an annular ring portion 21.
Using the torque measuring device, for example, a measurement system as shown in FIG. 1b is constructed.
1b, a first flange 31 which is a flange provided at an end of a first rotating shaft 3 is connected to the front side of the torque meter 1, and a second flange 41 which is a flange provided at an end of a second rotating shaft 4 is connected to the rear side of the torque meter 1. The second rotating shaft 4 is rotated by a driving device 6 such as an engine or an electric motor, the first rotating shaft 3 is connected to a load device 5 such as a dynamometer, and the torque measuring device measures the torque acting between the driving device 6 and the load device 5. However, it is also possible to configure the second rotating shaft 4 to be connected to the load device 5, and the first rotating shaft 3 to be rotated by the driving device 6.

ここで、計測システムにおいて、トルク計1は、ステータ2のリング部21と非接触な態様で、軸方向の一部がリング部21の中空内に位置するように、トルク計1に連結した第1回転シャフト3と第2回転シャフト4によって支持される。 Here, in the measurement system, the torque meter 1 is supported by a first rotating shaft 3 and a second rotating shaft 4 connected to the torque meter 1 so that a portion of the axial direction is located within the hollow of the ring portion 21 without contacting the ring portion 21 of the stator 2.

ステータ2のリング部21は、ワイヤレス給電の送電用コイルとワイヤレス通信アンテナを兼ねるワンターンのコイルを形成しており、ステータ2は、トルク計1へのワイヤレス送電と、トルク計1とのワイヤレス通信を行うことができる。 The ring portion 21 of the stator 2 forms a one-turn coil that functions both as a power transmission coil for wireless power supply and as a wireless communication antenna, and the stator 2 can transmit power wirelessly to the torque meter 1 and communicate wirelessly with the torque meter 1.

図2にトルク計1の構成を示す。
図2a1にトルク計1の正面図を、図2a2にトルク計1の側面図を、図2a3にトルク計1の背面図を示す。
また、図2a1、a3に示すように、正面からみて時計まわりに0度から360度まで進む位相角を定義するものとして、図2bに、図2a1に示す位相角0度の切断線A-Aによる断面図を示す。ここで、iを0から7までの整数として、位相角0+(45×i)度の切断線による断面は図2bと同様である。
FIG. 2 shows the configuration of the torque meter 1.
2a1 shows a front view of the torque meter 1, FIG. 2a2 shows a side view of the torque meter 1, and FIG. 2a3 shows a rear view of the torque meter 1.
As shown in Figures 2a1 and 2a3, a phase angle is defined as proceeding from 0 degrees to 360 degrees clockwise as viewed from the front, and Figure 2b shows a cross-sectional view taken along the cutting line A-A at a phase angle of 0 degrees shown in Figure 2a1. Here, where i is an integer from 0 to 7, a cross-section taken along a cutting line at a phase angle of 0 + (45 x i) degrees is the same as Figure 2b.

また、図2cに、図2a3に示す位相角22.5度の切断線B-Bによる断面図を示す。ここで、位相角22.5+(45×i)度の切断線による断面は図2cと同様である。
また、図2dに、図2a3に示す位相角11.25度の切断線C-Cによる断面図を示す。ここで、位相角11.25+(45×i)度の切断線による断面は図2dと同様である。
各図に示すように、トルク計1は、中空の円筒形状の起歪部11と、起歪部11の正面側にフランジ状に設けた、中央孔のある円盤形状の第1円盤部12と、起歪部11の背面側にフランジ状に設けた、中央孔のある円盤形状の第2円盤部13と、第2円盤部13の外周面に設けられた補助フランジ14を有する。
Also, Fig. 2c shows a cross-sectional view taken along line B-B at a phase angle of 22.5 degrees shown in Fig. 2a3, where the cross-section taken along the line at a phase angle of 22.5 + (45 x i) degrees is the same as Fig. 2c.
Fig. 2d shows a cross-sectional view taken along line CC at a phase angle of 11.25 degrees shown in Fig. 2a3, where the cross-section taken along the line at a phase angle of 11.25 + (45 x i) degrees is the same as Fig. 2d.
As shown in each figure, the torque meter 1 has a hollow cylindrical strain-flexing part 11, a disk-shaped first disk portion 12 with a central hole and provided in the form of a flange on the front side of the strain-flexing part 11, a disk-shaped second disk portion 13 with a central hole and provided in the form of a flange on the back side of the strain-flexing part 11, and an auxiliary flange 14 provided on the outer peripheral surface of the second disk portion 13.

また、起歪部11の軸方向についての中央の部分は歪み易いように肉薄に形成されており、図2dに示すように、この肉薄部分の位相角11.25+(45×i)度の位置にひずみゲージ15が固定されている。 The central portion of the strain-generating portion 11 in the axial direction is made thin so that it can be easily deformed, and as shown in Figure 2d, a strain gauge 15 is fixed to this thin portion at a phase angle of 11.25 + (45 x i) degrees.

第1円盤部12は、周に沿って等位相角間隔で配置された8個のボルト孔121を有し、各ボルト孔121は位相角0+(45×i)度の位置に設けられている。
第2円盤部13は、周に沿って等位相角間隔で配置された8個のネジ穴131を有し、各ネジ穴131は位相角22.5+(45×i)度の位置に設けられている。
また、第2円盤部13は、周に沿って等位相角間隔で配置された8個の貫通孔132を有し、各貫通孔132は位相角0+(45×i)度の位置に設けられている。
第1円盤部12の外周端部には、ワイヤレス給電の受電用コイルとワイヤレス通信アンテナを兼ねるコイル16が巻き回されている。
ここで、図1aに示すように、第1円盤部12はステータ2のリング部21の中空内に配置されており、トルク計1は、第1円盤部12の外周端部に巻き回されたコイル16を介してステータ2からワイヤレスで電力を受けることができると共に、ステータ2とのワイヤレス通信を行うことができる。
The first disk portion 12 has eight bolt holes 121 spaced at equal phase angle intervals along the circumference, and each bolt hole 121 is provided at a position at a phase angle of 0+(45×i) degrees.
The second disk portion 13 has eight screw holes 131 arranged at equal phase angle intervals along the circumference, and each screw hole 131 is provided at a position of a phase angle of 22.5+(45×i) degrees.
The second disk portion 13 has eight through holes 132 spaced at equal phase angle intervals along the circumference, and each through hole 132 is provided at a phase angle of 0+(45×i) degrees.
A coil 16 that serves as both a power receiving coil for wireless power supply and a wireless communication antenna is wound around the outer circumferential end of the first disk portion 12 .
Here, as shown in FIG. 1a, the first disk portion 12 is disposed within the hollow of the ring portion 21 of the stator 2, and the torque meter 1 can wirelessly receive power from the stator 2 via the coil 16 wound around the outer peripheral end of the first disk portion 12, and can communicate with the stator 2 wirelessly.

ひずみゲージ15はコイル16に給電された電力を用いて起歪部11の歪みを検出し、ひずみゲージ15で検出された歪みはコイル16を介してワイヤレス通信によってステータ2に送信される。 The strain gauge 15 detects the strain of the strain-generating part 11 using the power supplied to the coil 16, and the strain detected by the strain gauge 15 is transmitted to the stator 2 by wireless communication via the coil 16.

第2円盤部13の外周面に設けられた補助フランジ14を用いて、図3aの側面図、図3bの背面図に示すように、回転検出に用いる円環形状の歯車17をトルク計1に装備することができる。歯車17を用いて、回転検出を行う場合、ステータ2に、歯車17の歯の通過に伴う磁気的変化を検出する磁気センサ22を設け、磁気センサ22の出力からトルク計1の回転角や回転速度を算定する。ただし、歯車17に代えて、周方向にスリットを並べた円環形状の円板を、補助フランジ14を用いてトルク計1に装備し、ステータ2に、磁気センサ22に代えて、スリットの通過に伴う光学的変化を検出する光学センサを設け、光学センサの出力からトルク計1の回転角や回転速度を算定してもよい。 As shown in the side view of FIG. 3a and the rear view of FIG. 3b, the torque meter 1 can be equipped with a ring-shaped gear 17 used for rotation detection, using the auxiliary flange 14 provided on the outer peripheral surface of the second disk portion 13. When rotation detection is performed using the gear 17, a magnetic sensor 22 that detects magnetic changes caused by the passage of the teeth of the gear 17 is provided on the stator 2, and the rotation angle and rotation speed of the torque meter 1 are calculated from the output of the magnetic sensor 22. However, instead of the gear 17, a ring-shaped disk with slits arranged in the circumferential direction may be provided on the torque meter 1 using the auxiliary flange 14, and instead of the magnetic sensor 22, an optical sensor that detects optical changes caused by the passage of the slits may be provided on the stator 2, and the rotation angle and rotation speed of the torque meter 1 may be calculated from the output of the optical sensor.

次に、計測システム構成時の、第1回転シャフト3と第2回転シャフト4と、トルク計1との連結の構造について説明する。
図4aに模式的に示すように、トルク計1の正面側には、第1回転シャフト3の端部の第1フランジ31が、トルク計1の背面側には第2回転シャフト4の端部の第2フランジ41が連結され、トルク計1はひずみゲージ15によって、第2回転シャフト4と第1回転シャフト3との間で伝達されるトルクを起歪部11の歪みとして検出する。
Next, a connection structure between the first rotating shaft 3, the second rotating shaft 4, and the torque meter 1 when configuring a measurement system will be described.
As shown diagrammatically in FIG. 4a, a first flange 31 at the end of the first rotating shaft 3 is connected to the front side of the torque meter 1, and a second flange 41 at the end of the second rotating shaft 4 is connected to the rear side of the torque meter 1. The torque meter 1 detects the torque transmitted between the second rotating shaft 4 and the first rotating shaft 3 as a strain of the strain-flexing part 11 using a strain gauge 15.

第1フランジ31のトルク計1への連結は、図4bの側面図に示すようにボルトを用いて、第1円盤部12と第1フランジ31を締結することにより行う。また、第2フランジ41のトルク計1への連結は、図4bの側面図に示すようにボルトを用いて、第2円盤部13と第2フランジ41を締結することにより行う。 The first flange 31 is connected to the torque meter 1 by fastening the first disk portion 12 and the first flange 31 with bolts as shown in the side view of FIG. 4b. The second flange 41 is connected to the torque meter 1 by fastening the second disk portion 13 and the second flange 41 with bolts as shown in the side view of FIG. 4b.

この第1回転シャフト3、第2回転シャフト4のトルク計1への連結は次の手順で行う。
まず、図4c1に示すように、第2円盤部13の貫通孔132を通過させたボルトを第1円盤部12のボルト孔121に挿入し、ボルト孔121に挿入したボルトを、第1回転シャフト3の第1フランジ31に設けられている連結用ネジ穴311に螺合することにより、第1円盤部12と第1フランジ31を締結する。
The first rotating shaft 3 and the second rotating shaft 4 are connected to the torque meter 1 in the following procedure.
First, as shown in Figure 4c1, a bolt is passed through the through hole 132 of the second disk portion 13 and inserted into the bolt hole 121 of the first disk portion 12, and the bolt inserted into the bolt hole 121 is screwed into the connecting screw hole 311 provided in the first flange 31 of the first rotating shaft 3, thereby fastening the first disk portion 12 and the first flange 31.

次に、図4c2に示すように、第2回転シャフト4の第2フランジ41に設けられている連結用ボルト孔に挿入したボルトを、第2円盤部13のネジ穴131に螺合することにより、第2円盤部13と第2フランジ41を締結する。 Next, as shown in FIG. 4c2, the second disk portion 13 and the second flange 41 are fastened together by inserting a bolt into the connecting bolt hole provided in the second flange 41 of the second rotating shaft 4 and screwing it into the screw hole 131 of the second disk portion 13.

このように本実施形態に係るトルク計1は、第1フランジ31と第2フランジ41の双方のトルク計1に対する締結を背面側から行うことができる。
次に、第1円盤部12のボルト孔121の周辺を正面側から斜視したようすを図5a1に模式的に示し、第1円盤部12のボルト孔121の周辺の断面を図5a2に模式的に示す。
In this manner, in the torque meter 1 according to this embodiment, both the first flange 31 and the second flange 41 can be fastened to the torque meter 1 from the rear surface side.
Next, FIG. 5a1 shows a schematic perspective view of the periphery of the bolt hole 121 of the first disk portion 12 as viewed from the front side, and FIG. 5a2 shows a schematic cross section of the periphery of the bolt hole 121 of the first disk portion 12.

第1円盤部12の正面側端面は、ボルト孔121の周辺を除き、軸方向を法線とする同じ平面を形成しているが、図示するように、ボルト孔121の周辺は、ボルト孔121を中央孔とする円環状に正面方向に向かって僅かに、ボルト孔121の周辺外の平面よりも突出している(凸となっている)。凸部の形状は例えば、ボルト孔121の直径はφ19、ボルト孔121の周辺の平面より突出している部分の高さは0.1mm、直径はφ29である。 The front end surface of the first disk portion 12 forms the same plane with the axial direction as the normal line, except for the periphery of the bolt hole 121, but as shown in the figure, the periphery of the bolt hole 121 protrudes (is convex) slightly toward the front in an annular shape with the bolt hole 121 as the central hole from the plane outside the periphery of the bolt hole 121. For example, the diameter of the bolt hole 121 is φ19, the height of the part protruding from the plane around the bolt hole 121 is 0.1 mm, and the diameter is φ29.

一方、第1回転シャフト3の第1フランジ31の第1円盤部12の正面側端面と対向する端面は平面に形成されている。
したがって、第1フランジ31をボルトで第1円盤部12に締結した状態において、第1フランジ31と軸方向に接触する第1円盤部12の領域は、図5bに灰色の塗りつぶしで示したボルト孔121の周辺の領域のみとなる。
On the other hand, the end face of the first flange 31 of the first rotating shaft 3 that faces the front end face of the first disk portion 12 is formed into a flat surface.
Therefore, when the first flange 31 is fastened to the first disk portion 12 with bolts, the area of the first disk portion 12 that comes into axial contact with the first flange 31 is only the area around the bolt hole 121 shown in gray in Figure 5b.

次に、第2円盤部13のネジ穴131の周辺を背面側から斜視したようすを図6a1に模式的に示し、第2円盤部13のネジ穴131の断面を図6a2に模式的に示す。
第2円盤部13の背面側端面は、ネジ穴131の周辺を除き、軸方向を法線とする同じ平面を形成しているが、図示するように、ネジ穴131の周辺は、ネジ穴131を中央孔とする円環状に背面方向に向かって僅かに、ネジ穴131の周辺外の平面よりも突出している(凸となっている)。凸部の形状は例えば、ネジ穴131はM18、ネジ穴131の周辺の平面より突出している部分の高さは0.1mm、直径はφ29である。
Next, FIG. 6a1 shows a schematic perspective view of the periphery of the screw hole 131 of the second disk portion 13 as viewed from the rear side, and FIG. 6a2 shows a schematic cross section of the screw hole 131 of the second disk portion 13.
The rear end face of the second disk portion 13 forms the same plane with the axial direction as a normal line, except for the periphery of the screw hole 131, but as shown in the figure, the periphery of the screw hole 131 protrudes (is convex) slightly toward the rear in a circular shape with the screw hole 131 as a central hole from the plane outside the periphery of the screw hole 131. For example, the shape of the convex portion is M18 for the screw hole 131, the height of the portion protruding from the plane around the screw hole 131 is 0.1 mm, and the diameter is φ29.

なお、第2円盤部13の貫通孔132の周辺は、図6b1、図6b2に示すように背面方向に突出していない。
一方、第2回転シャフト4の第2フランジ41の第2円盤部13の背面側端面と対向する端面は平面に形成されている。
したがって、第2フランジ41をボルトで第2円盤部13に締結した状態において、第2フランジ41と軸方向に接触する第2円盤部13の領域は、図6cに灰色の塗りつぶしで示したネジ穴131の周辺の領域のみとなる。
As shown in Figs. 6b1 and 6b2, the periphery of the through hole 132 of the second disk portion 13 does not protrude in the rear direction.
On the other hand, the end face of the second flange 41 of the second rotating shaft 4 that faces the rear end face of the second disk portion 13 is formed into a flat surface.
Therefore, when the second flange 41 is fastened to the second disk portion 13 with bolts, the area of the second disk portion 13 that comes into axial contact with the second flange 41 is only the area around the screw hole 131 shown in gray fill in Figure 6c.

このようなトルク計1によれば、第1円盤部12と第1フランジ31とが軸方向に接触する接触領域の面積や、第2円盤部13と第2フランジ41とが軸方向に接触する接触領域の面積を、接触領域をボルト周辺の領域のみに集中させた形態で低減することができる。 With this torque meter 1, the area of the contact region where the first disk portion 12 and the first flange 31 come into axial contact, and the area of the contact region where the second disk portion 13 and the second flange 41 come into axial contact, can be reduced by concentrating the contact region only in the area around the bolt.

そして、本発明者らは、実験によって、このような接触領域面積の低減により、トルク計1の計測のヒステリシスが小さく抑えられると共に、第1フランジ31や第2フランジ41の厚さや剛性の違いによる計測のヒステリシスの変化が抑制されることを確認した。 The inventors have confirmed through experiments that reducing the contact area in this way reduces the measurement hysteresis of the torque meter 1 and suppresses changes in measurement hysteresis due to differences in the thickness and rigidity of the first flange 31 and the second flange 41.

このような効果は以下の理由により得られるものと考えられる。
第1円盤部12の正面側端面の全面を接触面として第1フランジ31に当接させて、第1円盤部12と第1フランジ31とを締結した場合、加わるトルクによって第1フランジ31が変形して第1円盤部12と第1フランジ31の接触面積が変化すると、接触面積が減少するほど接触面に集中するように、第1フランジ31の応力分布が変化する。第1フランジ31の変形は加わるトルクの大きさに依存するので、第1フランジ31の応力分布も加わるトルクの大きさに応じて変化する。また、応力はトルクに抗する力として発生するため、トルクの増加時と減少時で応力変化は逆方向となる。
It is believed that such an effect is obtained for the following reasons.
When the entire front end surface of the first disk portion 12 is brought into contact with the first flange 31 as a contact surface and the first disk portion 12 and the first flange 31 are fastened together, if the first flange 31 is deformed by the applied torque and the contact area between the first disk portion 12 and the first flange 31 changes, the stress distribution in the first flange 31 changes so that the stress is concentrated on the contact surface as the contact area decreases. Since the deformation of the first flange 31 depends on the magnitude of the applied torque, the stress distribution in the first flange 31 also changes according to the magnitude of the applied torque. Furthermore, since the stress is generated as a force against the torque, the stress changes in the opposite directions when the torque increases and when it decreases.

このような、加わるトルクに応じた第1円盤部12と第1フランジ31の接触面積の変化に伴う、第1フランジ31の応力分布の変化と応力変化の方向の変化が、ひずみゲージ15の計測のヒステリシスを発生させている。 The change in the stress distribution and the direction of the stress change in the first flange 31 due to the change in the contact area between the first disk portion 12 and the first flange 31 in response to the applied torque causes hysteresis in the measurement of the strain gauge 15.

一方、本実施形態のトルク計1では、第1円盤部12と第1フランジ31との接触箇所はボルトの周辺にのみ集中しており、その接触面積も小さい。したがって、加わるトルクの変化による第1円盤部12と第1フランジ31の接触面積の変化は小さく、この変化の第1フランジ31の厚さ、剛性の相違による違いも小さくなる。 On the other hand, in the torque meter 1 of this embodiment, the contact points between the first disk portion 12 and the first flange 31 are concentrated only around the bolt, and the contact area is also small. Therefore, the change in the contact area between the first disk portion 12 and the first flange 31 due to a change in the applied torque is small, and the difference in this change due to differences in the thickness and rigidity of the first flange 31 is also small.

この結果、トルク計1の計測のヒステリシスを小さく抑えることができると共に、第1フランジ31の厚さや剛性の違いによる計測のヒステリシスの変化を抑制することができる。 As a result, the measurement hysteresis of the torque meter 1 can be kept small, and changes in the measurement hysteresis due to differences in the thickness and rigidity of the first flange 31 can be suppressed.

第2円盤部13と第2フランジ41についても同様であり、ヒステリシスを小さく抑えることができると共に第2フランジ41の厚さ、剛性の違いによるトルク計1のヒステリシスの変化を小さく抑制することができる。 The same is true for the second disk portion 13 and the second flange 41, which allows the hysteresis to be kept small and also reduces changes in the hysteresis of the torque meter 1 caused by differences in the thickness and rigidity of the second flange 41.

また、本発明者らは、実験によって、上述のような接触面積の低減により、第1フランジ31や第2フランジ41の厚さ、剛性の違いによるトルク計1の感度の変化も抑制されることを確認した。 The inventors also confirmed through experiments that the reduction in contact area as described above also suppresses changes in the sensitivity of the torque meter 1 caused by differences in the thickness and rigidity of the first flange 31 and the second flange 41.

このような効果は以下の理由により得られるものと考えられる。
第1円盤部12の正面側端面の全面を接触面として第1フランジ31に当接させて、第1円盤部12と第1フランジ31とを締結した場合、第1フランジ31の厚さ、剛性の相違によって、締結した状態における第1円盤部12の接触面の応力分布が変化し、第1円盤部12と第1フランジ31との間のトルクの伝達経路が異なったものとなる。このために、第1フランジ31の厚さ、剛性の相違に応じて、トルクが加わったときの起歪部11の応力分布、発生する歪みの形態が異なったものとなり、異なる歪みがひずみゲージ15で検出される。この結果、第1フランジ31の厚さ、剛性の相違によって、トルク計1の感度が異なったものとなってしまう。
It is believed that such an effect is obtained for the following reasons.
When the entire front end surface of the first disk portion 12 is brought into contact with the first flange 31 as a contact surface and the first disk portion 12 and the first flange 31 are fastened together, the stress distribution of the contact surface of the first disk portion 12 in the fastened state changes depending on the thickness and rigidity of the first flange 31, and the torque transmission path between the first disk portion 12 and the first flange 31 becomes different. Therefore, depending on the thickness and rigidity of the first flange 31, the stress distribution of the strain-generating portion 11 when torque is applied and the type of strain generated become different, and different strains are detected by the strain gauge 15. As a result, the sensitivity of the torque meter 1 becomes different depending on the thickness and rigidity of the first flange 31.

一方、本実施形態のトルク計1では、第1円盤部12と第1フランジ31との接触箇所はボルト周辺にのみ集中しており、その接触面積も小さい。したがって、第1フランジ31の厚さ、剛性が相違していても、締結した状態における第1円盤部12の接触面の応力分布の変化は小さく、この結果、第1フランジ31の厚さ、剛性の違いによるトルク計1の感度の変化を小さく抑制することができる。 On the other hand, in the torque meter 1 of this embodiment, the contact points between the first disk portion 12 and the first flange 31 are concentrated only around the bolt, and the contact area is also small. Therefore, even if the thickness and rigidity of the first flange 31 differ, the change in stress distribution on the contact surface of the first disk portion 12 in the fastened state is small, and as a result, the change in sensitivity of the torque meter 1 due to differences in the thickness and rigidity of the first flange 31 can be kept small.

第2円盤部13と第2フランジ41についても同様であり、第2フランジ41の厚さ、剛性の違いによるトルク計1の感度の変化を小さく抑制することができる。
以上、本発明の実施形態について説明した。
以上の実施形態では、第1円盤部12の正面側端面のボルト孔121の周辺を正面方向に突出させることにより、第1円盤部12と第1回転シャフト3の第1フランジ31とが軸方向に接触する領域がボルト孔121の周辺の領域のみとなるようにしたが、第1円盤部12の正面側端面のボルト孔121の周辺を突出させずに正面側端面を平面に形成し、その代わりに、図7a1の第1回転シャフト3と第1フランジ31の模式的な斜視図や図7a2の第1フランジ31の連結用ネジ穴311の周辺の模式的な斜視図に示すように、第1回転シャフト3の第1フランジ31の連結用ネジ穴311の周辺を背面方向に僅かに突出させることにより、第1円盤部12と第1回転シャフト3の第1フランジ31とが軸方向に接触する領域をボルト周辺の領域のみとしてもよい。
The same is true for the second disk portion 13 and the second flange 41, and the change in sensitivity of the torque meter 1 caused by differences in the thickness and rigidity of the second flange 41 can be suppressed to a small value.
The embodiment of the present invention has been described above.
In the above embodiment, the periphery of the bolt hole 121 on the front end face of the first disk portion 12 is protruded in the front direction, so that the area in which the first disk portion 12 and the first flange 31 of the first rotating shaft 3 contact in the axial direction is limited to the area around the bolt hole 121. However, the front end face of the first disk portion 12 may be formed flat without protruding the periphery of the bolt hole 121 on the front end face of the first disk portion 12, and instead, as shown in the schematic oblique view of the first rotating shaft 3 and the first flange 31 in Figure 7a1 and the schematic oblique view of the area around the connecting screw hole 311 of the first flange 31 in Figure 7a2, the area in which the first disk portion 12 and the first flange 31 of the first rotating shaft 3 contact in the axial direction may be limited to the area around the bolt.

また、以上の実施形態では、第2円盤部13の背面側端面のネジ穴131の周辺を背面方向に突出させることにより、第2円盤部13と第2回転シャフト4の第2フランジ41とが軸方向に接触する領域がネジ穴131の周辺の領域のみとなるようにしたが、これは、第2円盤部13の背面側端面のネジ穴131の周辺を突出させずに背面側端面を平面に形成し、その代わりに、図7b1の第2回転シャフト4と第2フランジ41の模式的な斜視図や図7b2の第2フランジ41の連結用ボルト孔の周辺の模式的な斜視図に示すように、第2回転シャフト4の第2フランジ41の連結用ボルト孔周辺を正面方向に僅かに突出させることにより、第2円盤部13と第2回転シャフト4の第2フランジ41とが軸方向に接触する領域をボルト周辺の領域のみとしてもよい。 In the above embodiment, the periphery of the screw hole 131 on the rear end face of the second disk portion 13 is protruded toward the rear, so that the area in which the second disk portion 13 and the second flange 41 of the second rotating shaft 4 contact in the axial direction is limited to the area around the screw hole 131. However, this is possible by forming the rear end face of the second disk portion 13 as a flat surface without protruding the periphery of the screw hole 131 on the rear end face of the second disk portion 13, and instead, by slightly protruding the periphery of the connecting bolt hole of the second flange 41 of the second rotating shaft 4 in the front direction, as shown in the schematic perspective view of the second rotating shaft 4 and the second flange 41 in FIG. 7b1 and the schematic perspective view of the periphery of the connecting bolt hole of the second flange 41 in FIG. 7b2, so that the area in which the second disk portion 13 and the second flange 41 of the second rotating shaft 4 contact in the axial direction is limited to the area around the bolt.

また、他の実施形態は、第1円盤部12の正面側端面のボルト孔121の周辺を突出させずに正面側端面を平面に形成し、その代わりに、円環部材を第1円盤部12と第1回転シャフト3の第1フランジ31との連結に用いるボルトに対してワッシャ状に用いてもよい。 In another embodiment, the front end surface of the first disk portion 12 may be formed flat without protruding the periphery of the bolt hole 121, and instead, a circular member may be used as a washer for the bolt used to connect the first disk portion 12 to the first flange 31 of the first rotating shaft 3.

この場合には、図8a1の模式図、図8a2の断面図に示すように、第1円盤部12と第1フランジ31との連結に用いるボルトを、第1円盤部12の正面側端面と第1フランジ31の間において円環部材7の中央孔を通して、第1フランジ31の連結用ネジ穴311に螺合する。 In this case, as shown in the schematic diagram of FIG. 8a1 and the cross-sectional diagram of FIG. 8a2, the bolt used to connect the first disk portion 12 and the first flange 31 is passed through the central hole of the annular member 7 between the front end face of the first disk portion 12 and the first flange 31, and screwed into the connecting screw hole 311 of the first flange 31.

図8a2に円環部材7を黒塗りで示したように、このように円環部材7を用いても、第1円盤部12と第1フランジ31とが軸方向に接触する領域をボルト周辺の領域に限定でき、第1円盤部12と第1フランジ31との接触面積を低減することができる。 As shown in Figure 8a2, the circular member 7 is painted black. Even when the circular member 7 is used in this manner, the area in which the first disk portion 12 and the first flange 31 make axial contact can be limited to the area around the bolt, thereby reducing the contact area between the first disk portion 12 and the first flange 31.

同様に、第2円盤部13の背面側端面のネジ穴131の周辺を突出させずに背面側端面を平面に形成し、その代わりに、円環部材7を第2円盤部13と第2回転シャフト4の第2フランジ41との連結に用いるボルトに対してワッシャ状に用いてもよい。 Similarly, the rear end surface of the second disk portion 13 may be formed flat without protruding the periphery of the screw hole 131, and instead the annular member 7 may be used as a washer for the bolt used to connect the second disk portion 13 to the second flange 41 of the second rotating shaft 4.

この場合には、図8b1、図8b2に示すように、第2円盤部13と第2フランジ41との連結に用いるボルトを、第2円盤部13の背面側端面と第2フランジ41の間において円環部材7の中央孔を通して、第2円盤部13のネジ穴131に螺合する。 In this case, as shown in Figures 8b1 and 8b2, the bolt used to connect the second disk portion 13 and the second flange 41 is passed through the central hole of the annular member 7 between the rear end face of the second disk portion 13 and the second flange 41 and screwed into the screw hole 131 of the second disk portion 13.

図8b2に円環部材7を黒塗りで示したように、このように円環部材7を用いても、第2円盤部13と第2フランジ41とが軸方向に接触する領域をボルト周辺の領域に限定でき、第2円盤部13と第2フランジ41との接触面積を低減することができる。 As shown in Figure 8b2, where the circular member 7 is painted black, even when the circular member 7 is used in this manner, the area in which the second disk portion 13 and the second flange 41 make axial contact can be limited to the area around the bolt, thereby reducing the contact area between the second disk portion 13 and the second flange 41.

以上の実施形態では、第1円盤部12と第1フランジ31とがボルト孔121の周辺でのみ接触するように構成したが、軸方向に接触する領域がボルト孔121の周辺の領域に限定される形態であれば、第1円盤部12と第1フランジ31とが接触するボルト孔121の周辺以外の領域が存在してもよい。 In the above embodiment, the first disk portion 12 and the first flange 31 are configured to contact only around the bolt hole 121, but as long as the area of axial contact is limited to the area around the bolt hole 121, there may be areas other than the area around the bolt hole 121 where the first disk portion 12 and the first flange 31 contact.

このようなボルト孔121の周辺以外の第1円盤部12と第1フランジ31が接触する領域としては、第1円盤部12と第1フランジ31のセンタリングのために設けた構造において、径方向に第1円盤部12と第1フランジ31を接触させる領域などとしてよい。 The area where the first disk portion 12 and the first flange 31 contact each other other than around the bolt hole 121 may be an area where the first disk portion 12 and the first flange 31 contact each other in the radial direction in a structure provided for centering the first disk portion 12 and the first flange 31.

同様に、第2円盤部13と第2フランジ41がネジ穴131周辺でのみ接触するように構成したが、軸方向に接触する領域がネジ穴131の周辺の領域に限定される形態であれば、第2円盤部13と第2フランジ41とが接触するネジ穴131の周辺以外の領域が存在してもよい。 Similarly, the second disk portion 13 and the second flange 41 are configured to contact only around the screw hole 131, but as long as the area of axial contact is limited to the area around the screw hole 131, there may be areas other than the area around the screw hole 131 where the second disk portion 13 and the second flange 41 contact.

このようなネジ穴131の周辺以外の第2円盤部13と第2フランジ41が接触する領域としては、第2円盤部13と第2フランジ41のセンタリングのために設けた構造において、径方向に第2円盤部13と第2フランジ41を接触させる領域などとしてよい。 The area where the second disk portion 13 and the second flange 41 contact each other other than around the screw hole 131 may be an area where the second disk portion 13 and the second flange 41 contact each other in the radial direction in a structure provided for centering the second disk portion 13 and the second flange 41.

たとえば、図9a1の背面図、図9a2の背面方向から見た斜視図に示すように、第2円盤部13の中央孔の回りに背面方向に突出するリング状の突形状部81を設け、図9b1に示すように、第1フランジ31に第1円盤部12の中央孔と嵌まり合う円形状の凸部82を設け、図9b2に示すように、第2フランジ41に第2円盤部13の突形状部81と嵌まり合う円形状の凹部83を設け、図9cの断面図に示すように、第1フランジ31の凸部82が第1円盤部12の中央孔に挿入される形態で両者を遊嵌して第1フランジ31と第1円盤部12のセンタリングを行い、第2円盤部13の突形状部81が第2フランジ41の凹部83に挿入される形態で両者を遊嵌して第2フランジ41と第2円盤部13のセンタリングを行うようにしてよい。 For example, as shown in the rear view of FIG. 9a1 and the perspective view from the rear direction of FIG. 9a2, a ring-shaped protrusion 81 protruding in the rear direction may be provided around the central hole of the second disk portion 13, as shown in FIG. 9b1, a circular protrusion 82 that fits into the central hole of the first disk portion 12 may be provided on the first flange 31, as shown in FIG. 9b2, a circular recess 83 that fits into the protrusion 81 of the second disk portion 13 may be provided on the second flange 41, as shown in FIG. 9c, the protrusion 82 of the first flange 31 may be inserted into the central hole of the first disk portion 12 to loosely fit the first flange 31 and the first disk portion 12, and the protrusion 81 of the second disk portion 13 may be inserted into the recess 83 of the second flange 41 to loosely fit the first flange 31 and the first disk portion 12 to center the second flange 41 and the second disk portion 13.

ただし、第1フランジ31の凸部82の形状は第1フランジ31と第1円盤部12を締結したときに両者が軸方向に接しないように設定し、第2円盤部13の突形状部81と第2フランジ41の凹部83の形状は、第2フランジ41と第2円盤部13を締結したときに両者が軸方向に接しないように設定する。 However, the shape of the convex portion 82 of the first flange 31 is set so that the first flange 31 and the first disk portion 12 do not come into contact in the axial direction when they are fastened, and the shapes of the protruding portion 81 of the second disk portion 13 and the concave portion 83 of the second flange 41 are set so that the second flange 41 and the second disk portion 13 do not come into contact in the axial direction when they are fastened.

1…トルク計、2…ステータ、3…第1回転シャフト、4…第2回転シャフト、5…負荷装置、6…駆動装置、7…円環部材、9…トルク計、11…起歪部、12…第1円盤部、13…第2円盤部、14…補助フランジ、15…ひずみゲージ、16…コイル、17…歯車、21…リング部、22…磁気センサ、31…第1フランジ、41…第2フランジ、81…突形状部、82…凸部、83…凹部、91…中空体部、92…駆動側フランジ部、93…負荷側フランジ部、121…ボルト孔、131…ネジ穴、132…貫通孔、311…連結用ネジ穴。 1...torque meter, 2...stator, 3...first rotating shaft, 4...second rotating shaft, 5...load device, 6...drive device, 7...annular member, 9...torque meter, 11...strain generating portion, 12...first disk portion, 13...second disk portion, 14...auxiliary flange, 15...strain gauge, 16...coil, 17...gear, 21...ring portion, 22...magnetic sensor, 31...first flange, 41...second flange, 81...projecting portion, 82...convex portion, 83...concave portion, 91...hollow body portion, 92...drive side flange portion, 93...load side flange portion, 121...bolt hole, 131...screw hole, 132...through hole, 311...connecting screw hole.

Claims (4)

第1回転シャフトと、第2回転シャフトと、前記第1回転シャフトと前記第2回転シャフトの間で伝達されるトルクを検出するトルク計とを備えた計測システムであって、A measurement system including a first rotating shaft, a second rotating shaft, and a torque meter that detects torque transmitted between the first rotating shaft and the second rotating shaft,
前記トルク計は、第1円盤部と、第2円盤部と、第1円盤部と第2円盤部を連結する起歪部と、前記起歪部に生じる歪みを検出する歪み検出手段とを備え、The torque meter includes a first disk portion, a second disk portion, a strain generating portion connecting the first disk portion and the second disk portion, and a strain detection means for detecting a strain generated in the strain generating portion,
前記第1回転シャフトの端部には、前記第1円盤部とボルトで連結されたフランジである第1フランジが設けられており、A first flange is provided at an end of the first rotating shaft, the first flange being a flange connected to the first disk portion by a bolt,
前記第2回転シャフトの端部には、前記第2円盤部とボルトで連結されたフランジである第2フランジが設けられておりThe end of the second rotating shaft is provided with a second flange which is a flange connected to the second disk portion by a bolt.
前記第1フランジの前記第1円盤部と対向する面の、前記第1円盤部を連結するボルトが挿入されたボルト孔もしくはネジ穴の周囲の領域の少なくとも一部の部分は、当該第1フランジと前記第1円盤部とが軸方向に当接する箇所が、当該部分のみとなるように、前記第1円盤部方向に突出した形状を有していることを特徴とする計測システム。A measurement system characterized in that at least a portion of the area around a bolt hole or screw hole through which a bolt connecting the first disk portion is inserted on the surface of the first flange facing the first disk portion has a shape that protrudes toward the first disk portion so that the only point where the first flange and the first disk portion abut in the axial direction is the said portion.
請求項1記載の計測システムであって、2. The measurement system of claim 1,
前記第2フランジの前記第2円盤部と対向する面の、前記第2円盤部を連結するボルトが挿入されたボルト孔もしくはネジ穴の周囲の領域の少なくとも一部の部分は、当該第2フランジと前記第2円盤部とが軸方向に当接する箇所が、当該部分のみとなるように、前記第2円盤部方向に突出した形状を有していることを特徴とする計測システム。A measurement system characterized in that at least a portion of the area around a bolt hole or screw hole through which a bolt connecting the second disk portion is inserted on the surface of the second flange facing the second disk portion has a shape that protrudes toward the second disk portion so that the only point where the second flange and the second disk portion abut in the axial direction is the said portion.
第1回転シャフトと、第2回転シャフトと、前記第1回転シャフトと前記第2回転シャフトの間で伝達されるトルクを検出するトルク計とを備えた計測システムであって、A measurement system including a first rotating shaft, a second rotating shaft, and a torque meter that detects torque transmitted between the first rotating shaft and the second rotating shaft,
前記トルク計は、第1円盤部と、第2円盤部と、第1円盤部と第2円盤部を連結する起歪部と、前記起歪部に生じる歪みを検出する歪み検出手段とを備え、The torque meter includes a first disk portion, a second disk portion, a strain generating portion connecting the first disk portion and the second disk portion, and a strain detection means for detecting a strain generated in the strain generating portion,
前記第1回転シャフトの端部には、前記第1円盤部とボルトで連結されるフランジである第1フランジが設けられており、A first flange is provided at an end of the first rotating shaft, the first flange being a flange connected to the first disk portion by a bolt,
前記第2回転シャフトの端部には、前記第2円盤部とボルトで連結されるフランジである第2フランジが設けられておりThe end of the second rotating shaft is provided with a second flange which is connected to the second disk portion by a bolt.
当該計測システムは、孔を有する環状の部材である第1環状部材を有し、The measurement system includes a first annular member that is an annular member having a hole;
当該第1環状部材は、前記第1フランジと前記第1円盤部とが軸方向に直接当接しないように前記第1フランジと前記第1円盤部との間に配置されており、the first annular member is disposed between the first flange and the first disk portion such that the first flange and the first disk portion do not directly contact each other in the axial direction,
前記第1フランジと前記第1円盤部とを連結するボルトは、前記第1フランジと前記第1円盤部との間において前記第1環状部材の孔に通された形態で、前記第1フランジと前記第1円盤部を連結していることを特徴とする計測システム。a bolt connecting the first flange and the first disk portion being passed through a hole in the first annular member between the first flange and the first disk portion, thereby connecting the first flange and the first disk portion.
請求項3記載の計測システムであって、4. The measurement system according to claim 3,
孔を有する環状の部材である第2環状部材を有し、a second annular member that is an annular member having a hole;
当該第2環状部材は、前記第2フランジと前記第2円盤部とが軸方向に直接当接しないように前記第2フランジと前記第2円盤部との間に配置されており、the second annular member is disposed between the second flange and the second disk portion such that the second flange and the second disk portion do not directly contact each other in the axial direction,
前記第2フランジと前記第2円盤部とを連結するボルトは、前記第2フランジと前記第2円盤部との間において前記第2環状部材の孔に通された形態で、前記第2フランジと前記第2円盤部を連結していることを特徴とする計測システム。A measurement system characterized in that the bolt connecting the second flange and the second disk portion is passed through a hole in the second annular member between the second flange and the second disk portion, connecting the second flange and the second disk portion.
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