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JP7795950B2 - Torque Sensor - Google Patents
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JP7795950B2 - Torque Sensor - Google Patents

Torque Sensor

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JP7795950B2 JP2022050132A JP2022050132A JP7795950B2 JP 7795950 B2 JP7795950 B2 JP 7795950B2 JP 2022050132 A JP2022050132 A JP 2022050132A JP 2022050132 A JP2022050132 A JP 2022050132A JP 7795950 B2 JP7795950 B2 JP 7795950B2
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Description

本発明の実施形態は、例えばロボットアームの関節に設けられるトルクセンサに関する。 Embodiments of the present invention relate to torque sensors that are installed in joints of, for example, robot arms.

トルクセンサは、トルクが印加される第1構造体と、トルクが出力される第2構造体と、第1構造体と第2構造体とを繋ぐ複数の第3構造体と、第1構造体と第2構造体との間に設けられた複数の起歪体とを有し、これら起歪体の表面に複数の歪ゲージが配置されている(例えば特許文献1、特許文献2参照) 。 The torque sensor has a first structure to which torque is applied, a second structure to which torque is output, multiple third structures connecting the first and second structures, and multiple strain generating bodies provided between the first and second structures, with multiple strain gauges arranged on the surfaces of these strain generating bodies (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2018-091813号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-091813 特開2017-172983号公報JP 2017-172983 A

起歪体に配置された複数の歪みゲージは、フレキシブル基板を用いて回路基板に接続される。回路基板は、第2構造体に設けられたケース内に配置される。このため、ケースは、フレキシブル基板を通す切欠き部を有している。切り欠き部とフレキシブル基板との間には、隙間が生じるため、回路基板を水分や塵埃から保護する必要がある。 The multiple strain gauges arranged on the strain-generating body are connected to the circuit board using a flexible substrate. The circuit board is placed inside a case provided in the second structure. For this reason, the case has a cutout portion through which the flexible substrate passes. Because a gap is created between the cutout portion and the flexible substrate, the circuit board must be protected from moisture and dust.

本発明の実施形態は、回路基板を水分や塵埃から保護することが可能なトルクセンサを提供する。 Embodiments of the present invention provide a torque sensor that can protect the circuit board from moisture and dust.

本実施形態のトルクセンサは、第1構造体と、第2構造体と、前記第1構造体と前記第2構造体との間に接続された複数の第3構造体と、隣り合う前記第3構造体の間で、前記第1構造体と前記第2構造体に設けられた凹部と、前記凹部内で、前記第1構造体と前記第2構造体との間に設けられた歪センサと、第1端部が前記歪センサに接続されたフレキシブル基板と、前記第2構造体の表面に配置され、前記フレキシブル基板が挿入される切欠き部を有するケースと、前記切欠き部と前記切欠き部内の前記フレキシブル基板との間に配置され、前記切欠き部の側面に連続して接触し、第1端部と第2端部を有する第1突起を具備し、前記凹部内に密着される第1シール部材と、前記第1突起の前記第1端部と前記第2端部の間に配置され、前記凹部の側面に接触する第2突起を有する第2シール部材と、を具備する。 The torque sensor of this embodiment comprises a first structure, a second structure, a plurality of third structures connected between the first structure and the second structure, recesses provided in the first structure and the second structure between adjacent third structures, a strain sensor provided within the recess between the first structure and the second structure, a flexible substrate having a first end connected to the strain sensor, a case disposed on the surface of the second structure and having a notch into which the flexible substrate is inserted, a first sealing member disposed between the notch and the flexible substrate within the notch, having a first protrusion continuously contacting the side of the notch and having first and second ends, and being tightly fitted within the recess, and a second sealing member disposed between the first and second ends of the first protrusion and having a second protrusion contacting the side of the recess.

本実施形態に係るトルクセンサを示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a torque sensor according to an embodiment of the present invention. 図1の一部を除去した状態を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing a state in which a part of FIG. 1 has been removed. 図1のIII-III線に沿った断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 図1に示すケースを取り出して示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing the case shown in FIG. 1 . 本実施形態に適用される第1シール部材を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a first seal member applied to the embodiment. ケースに設けられた切欠き部と第1シール部材の関係を示す斜視図。FIG. 10 is a perspective view showing the relationship between a notch provided in the case and a first seal member. 本実施形態に適用される第2シール部材を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a second seal member applied to the embodiment. 図6に示す構成に第2シール部材を取り付けた状態を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing a state in which a second seal member is attached to the configuration shown in FIG. 6 . 第1シール部材と第2シール部材の関係を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing the relationship between a first seal member and a second seal member.

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図面において、同一部分又は同一機能を有する部分には、同一符号を付している。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the drawings, identical parts or parts with identical functions are designated by the same reference numerals.

図1、図2、図3は、本実施形態に係るトルクセンサ10を示している。トルクセンサ10の構成は、これに限定されるものでなく、様々な構成のトルクセンサに適用することが可能である。また、トルクセンサに限らず、歪ゲージを用いた力覚センサなどに本実施形態を適用することも可能である。 Figures 1, 2, and 3 show the torque sensor 10 according to this embodiment. The configuration of the torque sensor 10 is not limited to this, and it can be applied to torque sensors of various configurations. Furthermore, this embodiment can also be applied to other sensors, such as force sensors that use strain gauges, in addition to torque sensors.

図1、図2、図3において、トルクセンサ10は、第1構造体11、第2構造体12、複数の第3構造体13、ケース14、カバー15、ブッシュ16、複数の歪センサ20、複数のフレキシブル基板23、回路基板24、防水防塵用の複数の第1シール部材31、防水防塵用の複数の第2シール部材32等を具備している。 In Figures 1, 2, and 3, the torque sensor 10 includes a first structure 11, a second structure 12, multiple third structures 13, a case 14, a cover 15, a bushing 16, multiple strain sensors 20, multiple flexible substrates 23, a circuit board 24, multiple first sealing members 31 for waterproofing and dustproofing, and multiple second sealing members 32 for waterproofing and dustproofing.

第1構造体11と、第2構造体12は、環状であり、第2構造体12の径は、第1構造体11の径より小さい。第2構造体12は、第1構造体11と同心状に配置され、第1構造体11と第2構造体12は、放射状に配置された複数の梁部としての第3構造体13により連結されている。 The first structure 11 and the second structure 12 are annular, and the diameter of the second structure 12 is smaller than the diameter of the first structure 11. The second structure 12 is arranged concentrically with the first structure 11, and the first structure 11 and the second structure 12 are connected by a third structure 13, which serves as multiple beams arranged radially.

第1構造体11は、例えば被計測体に連結され、第2構造体12は、図示せぬ別の構造体に連結される。複数の第3構造体13は、第1構造体11と第2構造体12との間でトルク(図2に示すモーメント(Mz))を伝達する。 The first structure 11 is connected to, for example, a measurement object, and the second structure 12 is connected to another structure (not shown). The multiple third structures 13 transmit torque (moment (Mz) shown in Figure 2) between the first structure 11 and the second structure 12.

尚、本実施形態を力覚センサに適用する場合、第1構造体11、第2構造体12、第3構造体13は、三次元に変形し、直交する3軸(x、y、z)に関して、力(Fx、Fy、Fz)とモーメント(Mx、My、Mz)を検出する。 When this embodiment is applied to a force sensor, the first structure 11, second structure 12, and third structure 13 deform three-dimensionally, and detect forces (Fx, Fy, Fz) and moments (Mx, My, Mz) about three orthogonal axes (x, y, z).

第1構造体11、第2構造体12、複数の第3構造体13は、金属、例えばステンレス鋼により構成されるが、印加されるトルクに対して機械的に十分な強度を得ることができれば、金属以外の材料を使用することも可能である。 The first structure 11, the second structure 12, and the multiple third structures 13 are made of metal, such as stainless steel, but materials other than metal can also be used as long as they have sufficient mechanical strength to withstand the applied torque.

第2構造体12は、中空部12aを有している。ケース14は、中空部12aの周囲の第2構造体12に取り付けられ、カバー15は、ケース14に取り付けられる。ケース14の内部には、図3に示す回路基板24が設けられる。回路基板24上に処理回路が設けられ、処理回路は、歪センサ20から供給される電気信号を処理し、センサ信号としてのトルクの検出信号を生成する。 The second structure 12 has a hollow portion 12a. The case 14 is attached to the second structure 12 around the hollow portion 12a, and the cover 15 is attached to the case 14. A circuit board 24 shown in Figure 3 is provided inside the case 14. A processing circuit is provided on the circuit board 24, and the processing circuit processes the electrical signal supplied from the strain sensor 20 and generates a torque detection signal as a sensor signal.

図1に示すブッシュ16は、カバー15の一部分に設けられ、図示せぬケーブルを保持する。ケーブルは、ケース14内の処理回路に接続される。ケーブルは、処理回路に外部から電源を供給したり、処理回路により処理されたセンサ信号を外部に出力したりする。 The bushing 16 shown in Figure 1 is provided in part of the cover 15 and holds a cable (not shown). The cable is connected to the processing circuit inside the case 14. The cable supplies power to the processing circuit from an external source and outputs sensor signals processed by the processing circuit to the outside.

図2は、歪センサ20、フレキシブル基板23、第1シール部材31、第2シール部材32を示すため、3つの第1シール部材31及び説明に不要な構成が外され、説明に必要な構成が露出されている。 Figure 2 shows the strain sensor 20, flexible substrate 23, first sealing member 31, and second sealing member 32. The three first sealing members 31 and components not necessary for explanation have been removed, exposing the components necessary for explanation.

歪センサ20は、第1構造体11と第2構造体12との間に設けられている。すなわち、後述するように、歪センサ20の一端は、第1構造体11に接合され、歪センサ20の他端は、第2構造体12に接合される。 The strain sensor 20 is provided between the first structure 11 and the second structure 12. That is, as described below, one end of the strain sensor 20 is joined to the first structure 11, and the other end of the strain sensor 20 is joined to the second structure 12.

具体的には、第1構造体11及び第2構造体12には、一体的に長円形の凹部30が形成されている。但し、凹部30において、第1構造体11と第2構造体12の間は空洞である。凹部30の形状は長円形に限定されるものではない。凹部30の第1構造体11に対応する部分のほぼ中央部には、穴30aが設けられ、第2構造体12に対応する部分のほぼ中央部にも、穴30bが設けられている。 Specifically, an oval recess 30 is integrally formed in the first structure 11 and the second structure 12. However, in the recess 30, the space between the first structure 11 and the second structure 12 is hollow. The shape of the recess 30 is not limited to an oval shape. A hole 30a is provided in approximately the center of the portion of the recess 30 that corresponds to the first structure 11, and a hole 30b is provided in approximately the center of the portion that corresponds to the second structure 12.

歪センサ20は、凹部30内において、第1構造体11と第2構造体12の間に設けられる。歪センサ20は、例えば金属製の起歪体21と、起歪体21の表面に配置されたセンサ素子としての複数の歪ゲージ22とを具備している。 The strain sensor 20 is provided within the recess 30, between the first structure 11 and the second structure 12. The strain sensor 20 includes a strain element 21, made of, for example, metal, and a plurality of strain gauges 22 as sensor elements arranged on the surface of the strain element 21.

起歪体21は、例えば矩形状であり、起歪体21の長さは、第3構造体13の長さより長く、穴30aと穴30bとの間の長さより短い。起歪体21の長手方向一端は、凹部30内において、第1構造体11の表面に載置され、起歪体21の長手方向他端は、凹部30内において、第2構造体12の表面に載置される。起歪体21の一端は、凹部30内に配置された固定部材40aと、第1構造体11の裏面から穴30aに挿入され、ねじ穴40cに螺合されるねじ41aとにより、第1構造体11に固定される。起歪体21の他端は、凹部30内に配置された固定部材40bと、第2構造体12の裏面から穴30bに挿入され、ねじ穴40dに螺合されるねじ41bとにより、第2構造体12に固定される。 The flexure element 21 is, for example, rectangular, and its length is longer than that of the third structure 13 and shorter than the distance between holes 30a and 30b. One longitudinal end of the flexure element 21 is placed on the surface of the first structure 11 within the recess 30, and the other longitudinal end of the flexure element 21 is placed on the surface of the second structure 12 within the recess 30. One end of the flexure element 21 is fixed to the first structure 11 by a fixing member 40a arranged within the recess 30 and a screw 41a inserted into the hole 30a from the back surface of the first structure 11 and threaded into the screw hole 40c. The other end of the flexure element 21 is fixed to the second structure 12 by a fixing member 40b arranged within the recess 30 and a screw 41b inserted into the hole 30b from the back surface of the second structure 12 and threaded into the screw hole 40d.

歪ゲージ22は、例えば薄膜抵抗素子であり、起歪体21の変形に伴い抵抗値が変化する。複数の歪ゲージ22は、図示せぬブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路により抵抗値の変化が電気信号として検出される。複数の歪ゲージ22は、起歪体21の中央部に設けられたフレキシブル基板23の一端部に接続される。フレキシブル基板23の他端部は、ケース14内の処理回路に接続される。ブリッジ回路から出力された電気信号は、フレキシブル基板23を介して処理回路に供給され、処理回路において、センサ信号としてのトルクの検出信号が生成される。 The strain gauges 22 are, for example, thin-film resistor elements, and their resistance changes as the strain body 21 deforms. Multiple strain gauges 22 form a bridge circuit (not shown), which detects changes in resistance as an electrical signal. The multiple strain gauges 22 are connected to one end of a flexible substrate 23 provided in the center of the strain body 21. The other end of the flexible substrate 23 is connected to a processing circuit within the case 14. The electrical signal output from the bridge circuit is supplied to the processing circuit via the flexible substrate 23, and the processing circuit generates a torque detection signal as a sensor signal.

図4は、第2構造体12に取り付けられるケース14を示している。ケース14は、環状であり、内側に複数の切欠き部14aを有している。各切欠き部14aは、第1構造体11及び第2構造体12に設けられた凹部30と対応する位置に設けられている。具体的には、切欠き部14aは、凹部30の第2構造体12と対応する部分に設けられている。図4において、切欠き部14aの形状は、3つの辺を有する形状であるが、これに限らず、フレキシブル基板23を通すことが可能であれば、円弧状であってもよい。 Figure 4 shows the case 14 attached to the second structure 12. The case 14 is annular and has multiple cutouts 14a on the inside. Each cutout 14a is provided at a position corresponding to a recess 30 provided in the first structure 11 and the second structure 12. Specifically, the cutout 14a is provided in the portion of the recess 30 that corresponds to the second structure 12. In Figure 4, the shape of the cutout 14a has three sides, but this is not limited to this and it may be arc-shaped as long as it is possible to pass the flexible substrate 23 through it.

図3に示すように、フレキシブル基板23は、ケース14に設けられた切欠き部14aを通って起歪体21と回路基板24とに接続される。切欠き部14aとフレキシブル基板23との間には、隙間が生じている。この隙間を塞ぐため、第1シール部材31と第2シール部材32が取り付けられる。 As shown in Figure 3, the flexible substrate 23 is connected to the strain element 21 and circuit board 24 through a notch 14a provided in the case 14. A gap is created between the notch 14a and the flexible substrate 23. A first seal member 31 and a second seal member 32 are attached to close this gap.

図5は、第1シール部材31の一例を示している。第1シール部材31は、弾性部材、例えばシリコーンゴムにより構成されている。しかし、シリコーンゴムに限定されるものではなく、弾性を有する材料であればよい。第1シール部材31は、凹部30を塞ぐキャップとしての機能を有しており、平面形状が凹部30に類似した形状である。 Figure 5 shows an example of the first sealing member 31. The first sealing member 31 is made of an elastic material, such as silicone rubber. However, it is not limited to silicone rubber, and any elastic material will do. The first sealing member 31 functions as a cap that closes the recess 30, and its planar shape is similar to that of the recess 30.

具体的には、第1シール部材31の長手方向の一端部は、円弧状であり、長手方向の他端部でケース14の切欠き部14aに対応する位置には、第1突起31aが設けられている。第1突起31aは、第1シール部材31の表面から垂直方向に突出されており、第1突起31aの高さは、図3に示すように、ケース14の厚みと等しい。 Specifically, one longitudinal end of the first seal member 31 is arc-shaped, and a first protrusion 31a is provided at the other longitudinal end in a position corresponding to the notch 14a of the case 14. The first protrusion 31a protrudes perpendicularly from the surface of the first seal member 31, and the height of the first protrusion 31a is equal to the thickness of the case 14, as shown in Figure 3.

第1突起31aは、切欠き部14aの3つの側面に連続的に接触し、切欠き部14aの3つの側面を密閉するように、ほぼU字形とされている。このため、第1突起31aは、第1端部31bと第2端部31cとを有している。 The first protrusion 31a is substantially U-shaped so that it continuously contacts the three sides of the cutout 14a and seals them. Therefore, the first protrusion 31a has a first end 31b and a second end 31c.

第1シール部材31の一端部と第1端部31b又は第2端部31cの先端との間の長さL1は、長円形の凹部30の長軸の長さL2(図2に示す)より長い(L1>L2)。第1端部31bと第2端部31cの先端の位置は、図6に示すように、ケース14の内径の位置と一致されている。 The length L1 between one end of the first seal member 31 and the tip of the first end 31b or the second end 31c is longer than the length L2 (shown in Figure 2) of the major axis of the oval recess 30 (L1 > L2). The positions of the tips of the first end 31b and the second end 31c are aligned with the inner diameter of the case 14, as shown in Figure 6.

第1端部31bと第2端部31cは、その裏面側に、それぞれ段部31dを有している。段部31dは、第2構造体12に設けられた凹部30の側面と第2構造体12の表面との境界に対応する位置に設けられている。 The first end 31b and the second end 31c each have a step 31d on their backside. The step 31d is located at a position corresponding to the boundary between the side of the recess 30 provided in the second structure 12 and the surface of the second structure 12.

第1シール部材31の一端部と段部31dとの間の長さL3は、L1より短く、L2とほぼ等しい(L1>L3≒L2)。第1端部31bと第2端部31cとの間の長さL4は、後述する第2シール部材32の突起32bの幅L5以下である(L4≦L5)。 The length L3 between one end of the first seal member 31 and the step 31d is shorter than L1 and approximately equal to L2 (L1 > L3 ≒ L2). The length L4 between the first end 31b and the second end 31c is less than or equal to the width L5 of the protrusion 32b of the second seal member 32 (described below) (L4 ≦ L5).

図2、図3に示すように、第1シール部材31は、凹部30内に装着され、凹部30の殆どを覆い、凹部30の側面に密着される。 As shown in Figures 2 and 3, the first seal member 31 is installed within the recess 30, covers most of the recess 30, and is tightly attached to the side of the recess 30.

図6は、第1シール部材31を凹部30内に装着し、第2構造体12にケース14を取付けた状態を示している。
この状態において、第1突起31aは、ケース14の切欠き部14とフレキシブル基板23との間に配置され、切欠き部14の側面に連続的に接触される。このため、切欠き部14と凹部30との間の隙間からケース14内への水分や塵埃の進入が防止される。
FIG. 6 shows a state in which the first seal member 31 is installed in the recess 30 and the case 14 is attached to the second structure 12 .
In this state, the first protrusion 31 a is disposed between the notch 14 of the case 14 and the flexible substrate 23, and is in continuous contact with the side surface of the notch 14. This prevents moisture and dust from entering the case 14 through the gap between the notch 14 and the recess 30.

さらに、第1突起31aの第1端部31bと第2端部31cは、段部31dより先の部分が第2構造体12の表面上に位置され、段部31dは、第2構造体12内の凹部30の側面に密着される。したがって、第2構造体12と第1端部31bと第2端部31cとの接触面積を増加することができるため、第1端部31b及び第2端部31cの裏側からケース14内への水分や塵埃の進入を防止することができる。 Furthermore, the first end 31b and second end 31c of the first protrusion 31a beyond the step 31d are positioned on the surface of the second structure 12, and the step 31d is in close contact with the side of the recess 30 within the second structure 12. This increases the contact area between the second structure 12 and the first end 31b and second end 31c, thereby preventing moisture and dust from entering the case 14 from the back side of the first end 31b and second end 31c.

また、図3に示すように、第1シール部材31が凹部30内に装着された状態において、第1シール部材31の裏面は、固定部材40aの上面と、固定部材40bの上面に密着される。このため、第1シール部材31を安定に固定することができる。 Furthermore, as shown in Figure 3, when the first seal member 31 is installed in the recess 30, the back surface of the first seal member 31 is in close contact with the upper surfaces of the fixing members 40a and 40b. This allows the first seal member 31 to be stably fixed.

図7は、第2シール部材32の一例を示している。第2シール部材32は、弾性部材、例えばシリコーンゴムにより構成されている。しかし、シリコーンゴムに限定されるものではなく、弾性を有する材料であればよい。第2シール部材32は、Oリング32aと、複数の第2突起32bと、を具備している。 Figure 7 shows an example of the second seal member 32. The second seal member 32 is made of an elastic material, such as silicone rubber. However, it is not limited to silicone rubber and any elastic material will do. The second seal member 32 includes an O-ring 32a and multiple second protrusions 32b.

Oリング32aの内径D1は、図2に示すように、180°離れた2つの凹部30の間の距離より僅かに短い。換言すると、図4に示すように、Oリング32aの内径D1は、ケース14の内径と等しい。 The inner diameter D1 of the O-ring 32a is slightly shorter than the distance between two recesses 30 that are 180° apart, as shown in Figure 2. In other words, as shown in Figure 4, the inner diameter D1 of the O-ring 32a is equal to the inner diameter of the case 14.

Oリング32aの外径D2は、180°離れた2つの凹部30の間の距離より長い。換言すると、図4に示すように、Oリング32aの外径D2は、ケース14の内径より大きい。このため、Oリング32aは、ケース14上に配置された状態において、ケース14の内側の縁部に接触可能とされている。 The outer diameter D2 of the O-ring 32a is longer than the distance between two recesses 30 that are 180° apart. In other words, as shown in FIG. 4, the outer diameter D2 of the O-ring 32a is larger than the inner diameter of the case 14. Therefore, when placed on the case 14, the O-ring 32a can come into contact with the inner edge of the case 14.

具体的には、Oリング32aの裏面(第2突起32b以外の部分)は、ケース14の内側の縁部と、第1突起31の第1端部31bと第2端部31cの上面に接触される。また、Oリング32aの表面は、図3に示すように、カバー15の内側の下端部に接触される。このため、カバー15をケース14に取付けることにより、Oリング32aを介して第1シール31の第1端部31b及び第2端部31cと、第2シール部材の第2突起32bが第2構造体12に押し付けられ、ケース14及びカバー15の内部が密閉される。 Specifically, the back surface of the O-ring 32a (the portion other than the second protrusion 32b) contacts the inner edge of the case 14 and the upper surfaces of the first end 31b and second end 31c of the first protrusion 31. Furthermore, as shown in FIG. 3, the surface of the O-ring 32a contacts the inner lower end of the cover 15. Therefore, by attaching the cover 15 to the case 14, the first end 31b and second end 31c of the first seal 31 and the second protrusion 32b of the second seal member are pressed against the second structure 12 via the O-ring 32a, sealing the interior of the case 14 and cover 15.

複数の第2突起32bは、ケース14の切欠き部14aと対応する位置にそれぞれ設けられている。各第2突起32bのリングに沿った方向の長さL5は、第1突起31aの第1端部31bと第2端部31cとの間の長さL4以上である(L5≧L4)。換言すると、各第2突起32bのリングに沿った方向の長さL5は、第2突起32bが第1端部31bと第2端部31cとの間に挿入されたとき、第2突起32bの長さ方向の両端が第1端部31bと第2端部31cとに密着する長さである。 The multiple second protrusions 32b are each provided at a position corresponding to the cutout portion 14a of the case 14. The length L5 of each second protrusion 32b along the ring is equal to or greater than the length L4 between the first end 31b and second end 31c of the first protrusion 31a (L5≧L4). In other words, the length L5 of each second protrusion 32b along the ring is the length at which both longitudinal ends of the second protrusion 32b come into close contact with the first end 31b and second end 31c when the second protrusion 32b is inserted between the first end 31b and second end 31c.

各第2突起32bのリングと交差する方向の長さL6は、第2突起32bが凹部30内に挿入されたとき、第2突起32bの先端が第2構造体12に設けられた固定部材41bの上面に接触することが可能な長さである。 The length L6 of each second protrusion 32b in the direction intersecting the ring is a length that allows the tip of the second protrusion 32b to contact the upper surface of the fixing member 41b provided on the second structure 12 when the second protrusion 32b is inserted into the recess 30.

各第2突起32bの内側には、段部32cが設けられている。段部32cは、第2構造体12に設けられた凹部30の側面と第2構造体12の表面との境界に対応する位置に設けられている。 A step 32c is provided on the inside of each second protrusion 32b. The step 32c is provided at a position corresponding to the boundary between the side of the recess 30 provided in the second structure 12 and the surface of the second structure 12.

図8、9に示すように、第2シール部材32の各第2突起32bが各凹部30に装入された状態において、第2突起32bのリングに沿った長さ方向の両端は、第1端部31bと第2端部31cとに密着される。このため、フレキシブル基板23は、第1シール部材31の第1突起31aと第2シール部材32の第2突起32bとにより囲まれ、これらにより密閉される。 As shown in Figures 8 and 9, when each second protrusion 32b of the second seal member 32 is inserted into each recess 30, both ends of the second protrusion 32b in the longitudinal direction along the ring are tightly attached to the first end 31b and the second end 31c. As a result, the flexible substrate 23 is surrounded by the first protrusion 31a of the first seal member 31 and the second protrusion 32b of the second seal member 32, and is thereby sealed.

また、図3に示すように、第2突起32bの段部32cよりリングの内側の面は、第2構造体12の表面に密着され、段部32cより下側の側面は、凹部30の側面に密着される。さらに、第2突起32bのリングと交差する方向の先端面(第2突起32bの裏面)は、固定部材40bの表面に密着される。したがって、第2構造体12及び固定部材40bと第2突起32bとの接触面積を拡大することができるため、第2突起32bの裏側からケース14内への水分や塵埃の進入を防止することができる。 As shown in FIG. 3, the surface of the second protrusion 32b inside the ring below the step 32c is in close contact with the surface of the second structure 12, and the side surface below the step 32c is in close contact with the side surface of the recess 30. Furthermore, the tip surface of the second protrusion 32b in the direction intersecting the ring (the back surface of the second protrusion 32b) is in close contact with the surface of the fixing member 40b. This increases the contact area between the second structure 12 and the fixing member 40b and the second protrusion 32b, thereby preventing moisture and dust from entering the case 14 from the back side of the second protrusion 32b.

(実施形態の効果)
本実施形態のトルクセンサ10によれば、第1シール部材31により、凹部30の殆どが覆われ、フレキシブル基板23が通るケース14の切欠き部14aは、第1シール部材31の第1突起31aと第2シール部材32の第2突起32bとにより密閉される。このため、ケース14内への水分や塵埃の進入を防止でき、トルクセンサ10を安定に動作させることが可能である。
(Effects of the embodiment)
According to the torque sensor 10 of this embodiment, most of the recess 30 is covered by the first seal member 31, and the cutout portion 14a of the case 14 through which the flexible substrate 23 passes is sealed by the first protrusion 31a of the first seal member 31 and the second protrusion 32b of the second seal member 32. This makes it possible to prevent moisture and dust from entering the case 14, and allows the torque sensor 10 to operate stably.

しかも、第2シール部材32のOリング32aは、ケース14に配置された状態において、ケース14の内側周辺に密着される。このため、ケース14の内側周辺からケース14内へ侵入する水分や塵埃を阻止することができる。 Furthermore, when placed in the case 14, the O-ring 32a of the second seal member 32 is tightly fitted to the inner periphery of the case 14. This prevents moisture and dust from entering the case 14 from the inner periphery.

さらに、第1突起31aの第1端部31bと第2端部31cは、第2構造体12の上面と凹部30の側面に接触可能なように段部31dをそれぞれ有し、第2突起32bも第2構造体12の上面と凹部30の側面に接触可能なように段部32cを有している。このため、第1突起31a及び第2突起32bが凹部30の側面だけに接触する場合に比べて、ケース14内への水分や塵埃の進入をより一層防止できる。 Furthermore, the first end 31b and second end 31c of the first protrusion 31a each have a step 31d that allows them to come into contact with the upper surface of the second structure 12 and the side surface of the recess 30, and the second protrusion 32b also has a step 32c that allows them to come into contact with the upper surface of the second structure 12 and the side surface of the recess 30. This further prevents moisture and dust from entering the case 14 compared to when the first protrusion 31a and second protrusion 32b only come into contact with the side surface of the recess 30.

また、第2シール部材32は、Oリング32aに複数の第2突起32bを一体的に設けている。このため、Oリング32aを第2構造体12に装着することにより、複数の第2突起32bを対応する凹部30にほぼ同時に挿入することができる。したがって、複数の第2突起32bが個別に設けられる場合に比べて、組み立て工数を大幅に削減することが可能である。 The second seal member 32 also has multiple second protrusions 32b integrally formed on the O-ring 32a. Therefore, by attaching the O-ring 32a to the second structure 12, the multiple second protrusions 32b can be inserted into the corresponding recesses 30 almost simultaneously. This significantly reduces the number of assembly steps compared to when multiple second protrusions 32b are provided individually.

その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and in the implementation stage, the components can be modified and embodied without departing from the spirit of the invention. Furthermore, various inventions can be created by appropriately combining multiple components disclosed in the above-described embodiments. For example, some components may be omitted from all of the components shown in the embodiments. Furthermore, components from different embodiments may be appropriately combined.

11…第1構造体、12…第2構造体、13…第3構造体、14…ケース、14a…切欠き部、20…歪センサ、21…起歪体、22…歪ゲージ、23…フレキシブル基板、31…第1シール部材、31a…第1突起、32…第2シール部材、32a…Oリング、32b…第2突起。 11...first structure, 12...second structure, 13...third structure, 14...case, 14a...notch, 20...strain sensor, 21...flexible body, 22...strain gauge, 23...flexible substrate, 31...first seal member, 31a...first protrusion, 32...second seal member, 32a...O-ring, 32b...second protrusion.

Claims (5)

第1構造体と、
第2構造体と、
前記第1構造体と前記第2構造体との間に接続された複数の第3構造体と、
隣り合う前記第3構造体の間で、前記第1構造体と前記第2構造体に設けられた凹部と、
前記凹部内で、前記第1構造体と前記第2構造体との間に設けられた歪センサと、
第1端部が前記歪センサに接続されたフレキシブル基板と、
前記第2構造体の表面に配置され、前記フレキシブル基板が挿入される切欠き部を有するケースと、
前記切欠き部と前記切欠き部内の前記フレキシブル基板との間に配置され、前記切欠き部の側面に連続して接触し、第1端部と第2端部を有する第1突起を具備し、前記凹部内に密着される第1シール部材と、
前記第1突起の前記第1端部と前記第2端部の間に配置され、前記凹部の側面に接触する第2突起を有する第2シール部材と、
を具備することを特徴とするトルクセンサ。
a first structure;
a second structure; and
a plurality of third structures connected between the first structures and the second structures;
a recess provided in the first structure and the second structure between adjacent third structures;
a strain sensor provided in the recess between the first structure and the second structure;
a flexible substrate having a first end connected to the strain sensor;
a case disposed on a surface of the second structure and having a notch into which the flexible substrate is inserted;
a first sealing member disposed between the notch and the flexible substrate within the notch, continuously contacting a side surface of the notch, and including a first protrusion having a first end and a second end, the first sealing member being tightly fitted within the recess;
a second seal member having a second protrusion disposed between the first end and the second end of the first protrusion and contacting a side surface of the recess;
A torque sensor comprising:
前記ケースは環状であり、前記第2シール部材は、ケースの内側の縁部に接触可能なOリングと、前記Oリングに設けられた複数の前記第2突起とを有することを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。 The torque sensor described in claim 1, characterized in that the case is annular, and the second seal member includes an O-ring that can contact the inner edge of the case, and a plurality of the second protrusions provided on the O-ring. 前記切欠き部内の前記第1突起の高さは、前記切欠き部における前記ケースの厚みと等しく、前記Oリングの下面が前記第1突起の前記第1端部と前記第2端部の上面に接触することを特徴とする請求項2に記載のトルクセンサ。 The torque sensor described in claim 2, characterized in that the height of the first protrusion within the cutout is equal to the thickness of the case at the cutout, and the lower surface of the O-ring contacts the upper surfaces of the first end and the second end of the first protrusion. 前記第1突起の前記第1端部と前記第2端部は、前記凹部の側面と前記第2構造体の表面との境界に対応する位置に段部を有することを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。 The torque sensor described in claim 1, characterized in that the first end and the second end of the first protrusion have a step at a position corresponding to the boundary between the side surface of the recess and the surface of the second structure. 前記第2突起は、前記凹部の側面と前記第2構造体の表面との境界に対応する位置に段部を有することを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。 The torque sensor described in claim 1, characterized in that the second protrusion has a step at a position corresponding to the boundary between the side surface of the recess and the surface of the second structure.
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