JPH0362209B2 - - Google Patents
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- JPH0362209B2 JPH0362209B2 JP19778484A JP19778484A JPH0362209B2 JP H0362209 B2 JPH0362209 B2 JP H0362209B2 JP 19778484 A JP19778484 A JP 19778484A JP 19778484 A JP19778484 A JP 19778484A JP H0362209 B2 JPH0362209 B2 JP H0362209B2
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- 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
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、同一線上に配設された一対の回転軸
の間に伝達されるトルクを検出するトルクセンサ
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a torque sensor that detects torque transmitted between a pair of rotating shafts arranged on the same line.
回転軸を備えた機械において、回転軸と該回転
軸に連結される他の回転軸との間に伝達されるト
ルクを検出することは、当該機械の望ましい制御
を実現させる上で重要である。
In a machine equipped with a rotating shaft, it is important to detect the torque transmitted between the rotating shaft and another rotating shaft connected to the rotating shaft in order to achieve desired control of the machine.
従来、このようなトルクの検出に際して用いら
れるトルクセンサとしては、両回転軸の連結部分
における回転軸の外面面に、回転軸のねじれ変形
量を信号に変換する信号変換手段としてひずみゲ
ージを貼付け、回転体に付与されるトルクをこの
ひずみゲージにより検出するものが知られてい
る。 Conventionally, as a torque sensor used to detect such torque, a strain gauge is pasted on the outer surface of the rotating shaft at the connecting portion of both rotating shafts as a signal conversion means for converting the amount of torsional deformation of the rotating shaft into a signal. It is known to use strain gauges to detect torque applied to a rotating body.
しかし、かかるひずみゲージを用いたトルクセ
ンサにあつては、ひずみゲージが回転軸と一体に
回転するため、ひずみゲージからの信号をスリツ
プリングやFM発振器などを介して外部に取出す
必要がある。そのため、例えばスリツプリングを
用いて信号を取出す場合は、スリツプリングによ
りノイズが発生し、信頼性が欠けるという不具合
があり、また、FM発振器を用いて信号を取出す
場合は、高価なトルクセンサになるという不具合
がある。 However, in the case of a torque sensor using such a strain gauge, since the strain gauge rotates together with the rotating shaft, it is necessary to extract the signal from the strain gauge to the outside via a slip ring, an FM oscillator, or the like. Therefore, for example, if a slip ring is used to extract a signal, the slip ring generates noise and is unreliable, and if an FM oscillator is used to extract a signal, an expensive torque sensor is required. There is a problem.
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を除
き、安価で故障が少なく、しかも製造が簡単なト
ルクセンサを提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a torque sensor that is inexpensive, has few failures, and is easy to manufacture, while eliminating the drawbacks of the prior art described above.
この目的を達成するために、本発明は、第1の
回転軸と第2の回転軸のそれぞれの端部に、放射
状に延びる複数本の伝達部を介してリングを設
け、一方のリングの周壁に複数個の透孔を穿設す
ることにより、該リングと各伝達部との連結部分
に所定角度傾斜する斜平板部を形成し、同様に、
他方のリングの周壁に複数個の透孔を穿設するこ
とにより、該リングと各伝達部との連結部分に上
記斜平板部と傾斜角度の絶対値が等しく傾斜方向
が反対の斜平板部を形成し、これら両リングを互
いの軸心が一致するように結合し、第1及び第2
の回転軸間に伝達されるトルクに相応してスラス
ト方向に変位する両リングの変位量を、非接触形
変位計にて検出するようにした点に特徴がある。
In order to achieve this object, the present invention provides a ring at each end of a first rotating shaft and a second rotating shaft via a plurality of radially extending transmission parts, and a peripheral wall of one ring. By drilling a plurality of through holes in the ring, a diagonal flat plate portion inclined at a predetermined angle is formed at the connecting portion between the ring and each transmission portion, and similarly,
By drilling a plurality of through holes in the peripheral wall of the other ring, a diagonal flat plate portion having the same absolute value of the tilt angle and the opposite inclination direction to the diagonal flat plate portion is provided at the connecting portion between the ring and each transmission portion. The first and second rings are connected so that their axes coincide with each other.
A feature of the present invention is that a non-contact displacement meter detects the amount of displacement of both rings, which are displaced in the thrust direction in response to the torque transmitted between the rotating shafts.
そこで、まず、本発明の実施例に先立つて、本
発明によるトルクセンサの基本原理について第5
図ないし第8図により説明する。 Therefore, first, prior to the embodiments of the present invention, we will explain the basic principles of the torque sensor according to the present invention in the fifth section.
This will be explained with reference to FIGS. 8 to 8.
第5図は検出部の断面図、第6図は検出部の側
面図であり、これらの図において、1は回転軸、
2は該回転軸1に3枚の斜平板3を介して連結さ
れたリングである。各斜平板3は回転軸1の軸心
に対して同じように角度θをもつて傾斜してお
り、それぞれの両端は回転軸1の外周面とリング
2の内周面とに強固に固着されている。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the detection section, and FIG. 6 is a side view of the detection section. In these figures, 1 indicates the rotation axis;
2 is a ring connected to the rotating shaft 1 via three oblique flat plates 3. Each oblique plate 3 is inclined at the same angle θ with respect to the axis of the rotating shaft 1, and both ends of each are firmly fixed to the outer circumferential surface of the rotating shaft 1 and the inner circumferential surface of the ring 2. ing.
このように構成された検出部において、回転軸
1とリング2との間でトルクM0が伝達される場
合を想定し、回転軸1の半径をr、斜平板3の枚
数をn、斜平板3の長さと幅と厚さをそれぞれ
l、b、tとすると、1の斜平板3には、回転軸
1の軸心と直交する方向にMo/nrの力が作用し、
この力Mo/nrによつて各斜平板3は板の薄肉方向
にたわむ。 In the detection unit configured in this way, assuming that torque M 0 is transmitted between the rotating shaft 1 and the ring 2, the radius of the rotating shaft 1 is r, the number of oblique flat plates 3 is n, and the oblique flat plate If the length, width, and thickness of 3 are l, b, and t, respectively, a force Mo/nr acts on the oblique plate 3 of 1 in a direction perpendicular to the axis of the rotating shaft 1, and this force Mo/ Each oblique plate 3 is deflected in the direction of the thin wall of the plate due to nr.
第7図および第8図は、この時の斜平板3に作
用する力とたわみ量との関係を説明するためのも
ので、第8図は第7図に示す斜平板3を矢印A方
向から見た概念図である。 7 and 8 are for explaining the relationship between the force acting on the diagonal flat plate 3 and the amount of deflection at this time, and FIG. 8 shows the diagonal flat plate 3 shown in FIG. This is a conceptual diagram.
今、第8図に示すように、一端が完全固定さ
れ、他端が垂直な壁に規制されて滑動する完全固
定〜垂直滑動支点のはりを想定し、このはりを斜
平板3に見立て、該はりの滑動部に下向きにWな
る力が作用した場合を考えると、滑動部から任意
の距離xでのモーメントMは、
M=−Wx+M1 …(1)
となる。(ただし、M1はx=0における未知のモ
ーメントである)
はりの無荷重状態からのたわみをV、はりの弾
性係数をE、はりの断面2次モーメントをIとす
ると、任意点xにおけるはりの曲率d2v/dx2は、
d2v/dx2=−M/EI=1/EI(Wx−M1) …(2)
であるから、(2)式を積分してたわみ角dv/dxを求め
ると、
dv/dx=1/EI(W/2x2−M1x+C1) …(3)
となる(ただしC1は定数)。 Now, as shown in Fig. 8, we assume a completely fixed to vertical sliding fulcrum beam with one end completely fixed and the other end sliding while being regulated by a vertical wall, and this beam is likened to a diagonal flat plate 3. Considering the case where a downward force W acts on the sliding part of the beam, the moment M at any distance x from the sliding part is M=-Wx+M 1 (1). (However, M 1 is the unknown moment at x = 0) If the deflection of the beam from the unloaded state is V, the elastic modulus of the beam is E, and the cross-sectional moment of inertia of the beam is I, then the beam at any point x is The curvature d 2 v / dx 2 of /dx is obtained as follows: dv/dx=1/EI(W/2x 2 −M 1 x+C 1 ) (3) (C 1 is a constant).
たわみ角はx=0の点、およびはりの固定端
(すなわちx=l)でともに0であるから、(3)式
にx=0を代入してC1=0が求められ、同じく
(3)式にx=lを代入してM1=Wl/2が求められる。 Since the deflection angle is 0 both at the point x = 0 and at the fixed end of the beam (i.e. x = l), C 1 = 0 can be found by substituting x = 0 into equation (3), and similarly,
By substituting x=l into equation (3), M 1 =Wl/2 is obtained.
これらを(3)に代入すると、
dv/dx=1/EI(W/2x2−W/2x)=W/2EI(x2
−lx)(4)
となり、この(4)式を積分してたわみvを求める
と、
v=W/2EI(x3/3−l/2x2+C2) …(5)
となる(ただしC2は定数)。 Substituting these into (3), dv/dx=1/EI(W/2x 2 -W/2x)=W/2EI(x 2
−lx)(4), and by integrating this equation (4) to find the deflection v, we get v=W/2EI(x 3 /3−l/2x 2 +C 2 ) …(5) (however, C 2 is a constant).
はりは右端で完全固定であるから、(5)式におい
てx=lでのvは0であり、
C2=−l3/3+l3/2=l3/6 …(6)
が求められる。従つて、これを(5)式に代入して、
v=W/2EI(x3/3−l/2x2+l3/6)…(7)
が求められる。 Since the beam is completely fixed at the right end, in equation (5), v at x=l is 0, and C2 = -l3 /3+ l3 /2= l3 /6...(6) is obtained. Therefore, by substituting this into equation (5), v=W/2EI(x 3 /3-l/2x 2 +l 3 /6)...(7) is obtained.
この(7)式にx=0を代入してはりの滑動端部の
たわみ量v1を求めると、
v1=Wl3/12EI …(8)
となる。ここで、Wは斜平板3に作用する力M0/nr
の斜平板3に垂直な方向の成分であるから、W=
M0/nrcosθであり、また、斜平板3の断面形状は長
方形であるから、I=bt3/12であり、これらを(8)式
に代入すると、
v1=M0cosθ・l3・12/nr・12E・bt3=M0l3cosθ/Enrb
t3…(9)
となる。 Substituting x=0 into this equation (7) to find the amount of deflection v 1 of the sliding end of the beam, v 1 = Wl 3 /12EI (8). Here, since W is the component of the force M 0 /nr acting on the oblique plate 3 in the direction perpendicular to the oblique plate 3, W=
M 0 /nrcosθ, and since the cross-sectional shape of the oblique plate 3 is rectangular, I=bt 3 /12, and by substituting these into equation (8), v 1 = M 0 cosθ・l 3・12/nr・12E・bt 3 =M 0 l 3 cosθ/Enrb
t 3 …(9).
リング2は、はり(すなわち斜平板3)の滑動
端部に固着されているものと考えられるため、リ
ング2のスラスト方向の変位量をδとすると、(9)
式により、
δ=v1・sinθ=M0l3cosθ/Enrbt3sinθ
=Mol3sin2θ/2Enrbt3 …(10)
となる。この(10)式において、b、t、l、r、
E、nはいずれも既知であるから、リング2のス
ラスト方向の変位量δを測定することにより、回
転軸1とリング2との間に伝達されるトルクM0
を測定することができる。 Since the ring 2 is considered to be fixed to the sliding end of the beam (that is, the oblique plate 3), if the displacement amount of the ring 2 in the thrust direction is δ, then (9)
According to the formula , δ= v1・sinθ= M0l3cosθ / Enrbt3sinθ = Mol3sin2θ / 2Enrbt3 ...(10). In this equation (10), b, t, l, r,
Since both E and n are known, by measuring the displacement δ of the ring 2 in the thrust direction, the torque M 0 transmitted between the rotating shaft 1 and the ring 2 can be determined.
can be measured.
以下、本発明の実施例を第1図ないし第4図に
基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.
第1図は本発明によるトルクセンサの一実施例
を示す概略構成図である。この図において、4は
本体であり、該本体4には軸受5,6を介して第
1の回転軸7と第2の回転軸8とがそれぞれ回転
自在に支承されている。これら両回転軸7,8の
軸心は同一線上にあり、また、両回転軸7,8は
いずれもスラスト方向へ変位しないよう規制され
ている。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a torque sensor according to the present invention. In this figure, 4 is a main body, and a first rotating shaft 7 and a second rotating shaft 8 are rotatably supported on the main body 4 via bearings 5 and 6, respectively. The axes of both rotating shafts 7 and 8 are on the same line, and both rotating shafts 7 and 8 are regulated so as not to be displaced in the thrust direction.
第2図は前記第1の回転軸7の詳細を示す側面
図、第3図は第2図のB−B線断面図であり、こ
れらの図に示すように、第1の回転軸7の左端部
には、四角柱状の伝達部9aと薄肉平板状の第1
の斜平板部9bとを介して第1のリング9が連設
されている。伝達部9aは第1の回転軸7の外周
面より放射状に3本延びており、第1の斜平板部
9bは各伝達部9aの先端部分と第1のリング9
とを連通するように相対向して2枚ずつ、合計で
6枚設けられており、各第1の斜平板部9bは第
1の回転軸7の軸心に対して所定角度θをもつて
傾斜している。 FIG. 2 is a side view showing details of the first rotating shaft 7, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line B-B in FIG. 2. As shown in these figures, the first rotating shaft 7 is At the left end, there is a rectangular column-shaped transmission part 9a and a thin flat plate-shaped first transmission part 9a.
A first ring 9 is connected to the first ring 9 via the oblique flat plate portion 9b. Three transmission parts 9a extend radially from the outer peripheral surface of the first rotating shaft 7, and the first oblique flat plate part 9b connects the tip of each transmission part 9a and the first ring 9.
There are six plates in total, two facing each other so as to communicate with each other. It is sloping.
かかる構造の第1のリング9を備えた第1の回
転軸7は、溶接やボルト等の結合手段を用いず、
金属材料から一体に作り出すことができる。以
下、その加工方法の一例を説明する。 The first rotating shaft 7 equipped with the first ring 9 having such a structure does not use coupling means such as welding or bolts,
It can be made in one piece from metal materials. An example of the processing method will be described below.
まず、中実の金属材料を旋盤によつて切削し、
第4図に示すように、所定寸法の第1の回転軸7
と肉厚寸法がBなる第1のリング9とを備えた形
状に割り出す。次に、第1の回転軸7と第1のリ
ング9との連結部分に、放電加工やワイヤカツ
ト、レーザ加工あるいはドリル加工等により、3
個の眉形の孔10(第3図参照)をあけ、各孔1
0の間に残された部分において第1の回転軸7と
第1のリング9とが連結されるように加工する。
最後に、第1のリング9周壁の3ケ所に、外方か
ら前記孔10に向かつて新たな透孔11を放電加
工やドリル加工等によりあける。これら透孔11
は、1ケ所につき所定の肉厚Tを残して2個ず
つ、合計で6個あけられ、これにより、四角柱状
の伝達部9aと、長さと幅と厚さ寸法がそれぞれ
L、B、Tである第1の斜平板部9bとが形成さ
れる(第3図及び第4図参照)。 First, a solid metal material is cut using a lathe,
As shown in FIG. 4, a first rotating shaft 7 with predetermined dimensions
and a first ring 9 having a wall thickness of B. Next, the connecting portion between the first rotating shaft 7 and the first ring 9 is processed by electric discharge machining, wire cutting, laser machining, drilling, etc.
Drill eyebrow-shaped holes 10 (see Figure 3), each hole 1
Processing is performed so that the first rotating shaft 7 and the first ring 9 are connected to each other in the portion left between the two.
Finally, new through holes 11 are made at three locations on the circumferential wall of the first ring 9 by electrical discharge machining, drilling, etc., facing toward the hole 10 from the outside. These through holes 11
A total of 6 holes are drilled, 2 at each location, leaving a predetermined wall thickness T, and this creates a rectangular prism-shaped transmission section 9a with length, width, and thickness dimensions of L, B, and T, respectively. A certain first oblique flat plate portion 9b is formed (see FIGS. 3 and 4).
第1図に戻つて、前記第2の回転軸8の右端部
には、四角柱状の伝達部12aと薄肉平板状の第
2の斜平板部12bとを介して第2のリング12
が連設されている。伝達部12aは第2の回転軸
8の外周面より放射状に3本延びており、第2の
斜平板部12bを、各伝達部12aの先端部分と
第2のリング12とを連通するように相対向して
2枚ずつ、合計6枚設けられているが、いずれも
第1の斜平板部9bと傾斜角度の絶対値が等しく
傾斜方向が反対、すなわち軸心に対して−θなる
角度をもつて傾斜している。これら第2の回転軸
8、伝達部12a、第2の斜平板部12b、第2
のリング12も、前述した第1の回転軸7側と同
様の加工方法によつて金属材料から一体に作り出
され、第1のリング9と第2のリング12とは対
向面の凹凸を利用して精度良くはめ合わされた状
態で溶接13等により固着されている。 Returning to FIG. 1, a second ring 12 is connected to the right end of the second rotating shaft 8 via a rectangular prism-shaped transmission part 12a and a thin flat plate-shaped second oblique flat plate part 12b.
are installed in succession. Three transmission parts 12a extend radially from the outer circumferential surface of the second rotating shaft 8, and the second oblique flat plate part 12b is configured to communicate between the tip of each transmission part 12a and the second ring 12. There are six plates in total, two facing each other, and each plate has the same absolute value of the inclination angle as the first oblique flat plate part 9b, and the inclination direction is opposite, that is, an angle of -θ with respect to the axis. It is also sloped. These second rotating shaft 8, transmission section 12a, second oblique flat plate section 12b, second
The ring 12 is also made integrally from a metal material by the same processing method as that for the first rotating shaft 7 side described above, and the first ring 9 and the second ring 12 are made by using the unevenness of the opposing surfaces. They are fixed by welding 13 or the like in a precisely fitted state.
14は磁気式あるいは光学式等の非接触形変位
計であつて、該変位計14は検出部14aが第1
のリング9の端面と対向するように前記本体4の
内部に取付けられている。この変位計14は、一
体化された両リング9,12のスラスト方向の微
少変位を検出するもので、変位計14への入出力
動作はコード15を介して本体4の外部から行わ
れる。 Reference numeral 14 denotes a non-contact type displacement meter such as a magnetic type or an optical type, and the displacement meter 14 has a detection part 14a as a first
The ring 9 is mounted inside the main body 4 so as to face the end face of the ring 9 . The displacement meter 14 detects minute displacements of the integrated rings 9 and 12 in the thrust direction, and input/output operations to the displacement meter 14 are performed from outside the main body 4 via a cord 15.
このように構成されたトルクセンサにおいて、
今、第1の回転軸7が図示しない回転機(例えば
モータ)によつて回転駆動され、第1の回転軸7
と第2の回転軸8との間でトルクM0が伝達され
るものとすると、該トルクM0は、第1の回転軸
7→伝達部9a→第1の斜平板部9b→第1のリ
ング9→第2のリング12→第2の斜平板部12
b→伝達部12a→第2の回転軸8へと伝達され
る。ここで、両伝達部9a,12aのそれぞれの
本数をN(実施例ではN=3)、回転軸7,8の軸
心から斜平板部9b,12bの半径方向の中心ま
での距離をR(第3図参照)とすると、1枚の斜
平板部9b,12bにはM0/2NRの力が作用し、こ
の力M0/2NRによつて各斜平板部9b,12bはた
わむ。この時、第1の斜平板部9bのたわみによ
る第1のリング9のスラスト方向変位と、第2の
斜平板部12bのたわみによる第2のリング12
のスラスト方向変位とは、両斜平板部9b,12
bが互いに角度が同じで逆向きに対向しているた
め、同一方向、同一量となる。 In the torque sensor configured in this way,
Now, the first rotating shaft 7 is rotationally driven by a rotating machine (for example, a motor) not shown, and the first rotating shaft 7
Assuming that torque M 0 is transmitted between the first rotation shaft 7 and the second rotating shaft 8, the torque M 0 is Ring 9 → second ring 12 → second oblique flat plate portion 12
b→transmission part 12a→transmitted to second rotating shaft 8. Here, the number of each of the transmission parts 9a, 12a is N (N=3 in the embodiment), and the distance from the axis of the rotating shafts 7, 8 to the radial center of the oblique plate parts 9b, 12b is R( (see FIG. 3), a force M 0 /2NR acts on one oblique flat plate portion 9b, 12b, and each oblique flat plate portion 9b, 12b is deflected by this force M 0 /2NR. At this time, the first ring 9 is displaced in the thrust direction due to the deflection of the first oblique flat plate portion 9b, and the second ring 12 is displaced due to the deflection of the second oblique flat plate portion 12b.
The thrust direction displacement of both oblique flat plate portions 9b, 12
Since b are opposite to each other at the same angle, they are in the same direction and in the same amount.
従つて、両回転軸7,8の間でトルクM0が伝
達されると、両リング9,12は、
δ=L3sin2θ/4ENRBT3・M0
ただし
E:斜平板部9b,12bの弾性係数
N:伝達部9a,12aのそれぞれの数
R:軸心から斜平板部9b,12bの半径方向
の中心までの距離
B:斜平板部9b,12bの幅
T:斜平板部9b,12bの厚さ
L:斜平板部9b,12bの長さ
θ:軸心と斜平板部9b,12bとのなす角度
だけスラスト方向に変位することになり、かかる
変位量δを変位計14で測定することによりトル
クM0を検出できる。 Therefore, when torque M 0 is transmitted between both rotating shafts 7 and 8, both rings 9 and 12 are as follows: δ=L 3 sin2θ/4ENRBT 3・M 0 where E: Elasticity of oblique flat plate portions 9b and 12b Coefficient N: Number of each of the transmission parts 9a, 12a R: Distance from the axis to the radial center of the slanted flat plate parts 9b, 12b B: Width of the slanted flat plate parts 9b, 12b T: Number of the slanted flat plate parts 9b, 12b Thickness L: Length of the oblique flat plate portions 9b, 12b θ: Displacement in the thrust direction by the angle formed by the axis and the oblique flat plate portions 9b, 12b, and measure the amount of displacement δ with the displacement meter 14. Torque M 0 can be detected by
この一実施例にあつては、両リング9,12が
スラスト方向に変位するだけで、両回転軸7,8
はスラスト方向に変位しないため、例えば第2の
回転軸8に歯車を結合し、さらに該歯車に他の歯
車を噛合した場合も、両歯車の互いの歯面にスラ
スト方向の力は作用せず、それ故、回転軸7,8
にスラスト方向の摩擦力が作用する回転体を連結
した場合において特に有効である。 In this embodiment, both rings 9 and 12 are only displaced in the thrust direction, and both rotation shafts 7 and 8
is not displaced in the thrust direction, for example, even if a gear is connected to the second rotating shaft 8 and another gear is meshed with the gear, no force in the thrust direction will act on the tooth surfaces of both gears. , therefore, the rotation axes 7, 8
This is particularly effective when a rotating body is connected to which a frictional force in the thrust direction is applied.
また、トルク検出に係る機構、すなわち、リン
グ9,12と該リング9,12のスラスト方向変
位を検出する変位計14とを本体4の内部に配置
したため、故障の少ないトルクセンサを提供でき
る。 Further, since the mechanism related to torque detection, that is, the rings 9 and 12 and the displacement meter 14 that detects the displacement of the rings 9 and 12 in the thrust direction, is arranged inside the main body 4, a torque sensor with fewer failures can be provided.
さらに、第1のリング9を有する第1の回転軸
7側構造体と第2のリング12を有する第2の回
転軸8側構造体とを、切削加工や穴あけ加工等に
より、それぞれ金属材料から一体に作り出すこと
ができるため、加工精度を高めることができると
ともに、両回転軸7,8の同心度を精度良く出す
ことができる。 Furthermore, the first rotating shaft 7-side structure having the first ring 9 and the second rotating shaft 8-side structure having the second ring 12 are each made of a metal material by cutting, drilling, etc. Since it can be produced in one piece, it is possible to improve the machining accuracy and to achieve concentricity of both rotating shafts 7 and 8 with high precision.
なお、上記実施例では、一対の斜平板部9a,
12bを連設した伝達部9a,12aをそれぞれ
3本用いたものについて説明したが、伝達部9
a,12aの本数はこれに限定されることはな
く、それぞれ2本以上あれば良い。 In the above embodiment, the pair of oblique flat plate portions 9a,
Although the explanation has been made using three transmission parts 9a and 12a each having three transmission parts 9a and 12b connected in series, the transmission part 9
The number of a and 12a is not limited to this, and it is sufficient if each number is two or more.
また、上記実施例では、第1の回転軸7に接続
される回転体の一例としてモータを挙げたが、第
1の回転軸7に他の回転体を接続しても良く、同
様に、第2の回転軸8にも歯車やプーリ、あるい
はチエーンのギヤなどの回転体を接続することが
できる。 Further, in the above embodiment, the motor is used as an example of the rotating body connected to the first rotating shaft 7, but other rotating bodies may be connected to the first rotating shaft 7, and similarly, the motor may be connected to the first rotating shaft 7. A rotating body such as a gear, a pulley, or a chain gear can also be connected to the second rotating shaft 8.
さらに、上記実施例では、変位計14を第1の
リング9の端面側に対向設置したものについて説
明したが、変位計14を第2のリング12の端面
側に対向配置して、第2のリング12のスラスト
方向変位を検出するようにしても良い。 Further, in the above embodiment, the displacement gauge 14 is arranged opposite to the end face side of the first ring 9, but the displacement gauge 14 is arranged opposite to the end face side of the second ring 12, The displacement of the ring 12 in the thrust direction may also be detected.
以上説明したように、本発明によれば、同一軸
線上に配設された2つの回転軸間に伝達されるト
ルクをリングのスラスト方向の変位として非接触
形変位計で検出できるため、安価で故障の少ない
トルクセンサを提供でき、しかも、リングを備え
た両回転軸側構造物をそれぞれ一体物から加工で
きるため、製造の簡単なトルクセンサを提供でき
る。
As explained above, according to the present invention, the torque transmitted between two rotating shafts arranged on the same axis can be detected as the displacement in the thrust direction of the ring using a non-contact displacement meter, which is inexpensive. A torque sensor with fewer failures can be provided, and since both rotating shaft side structures each having a ring can be processed from a single piece, a torque sensor that is easy to manufacture can be provided.
第1図は本発明によるトルクセンサの一実施例
を示す概略構成図、第2図は第1図に示されるリ
ング付き回転軸の側面図、第3図は第2図のB−
B線断面図、第4図は第2図に示されるリング付
き回転軸の加工途中段階における構造物の断面
図、第5図ないし第8図は本発明によるトルクセ
ンサの基本原理を示す説明図であり、第5図は検
出部の断面図、第6図は検出部の側面図、第7図
は斜平板に作用する力と変位との関係を示す説明
図、第8図は斜平板のたわみ状態を説明する概念
図である。
4……本体、5,6……軸受、7……第1の回
転軸、8……第2の回転軸、9……第1のリン
グ、9a……伝達部、9b……第1の斜平板部、
10……孔、11……透孔、12……第2のリン
グ、12a……伝達部、12b……第2の斜平板
部、14……変位計、14a……検出部、15…
…コード。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a torque sensor according to the present invention, FIG. 2 is a side view of the rotating shaft with a ring shown in FIG. 1, and FIG.
4 is a sectional view of the structure in the middle of machining the rotating shaft with a ring shown in FIG. 2, and FIGS. 5 to 8 are explanatory views showing the basic principle of the torque sensor according to the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view of the detection section, FIG. 6 is a side view of the detection section, FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between force and displacement acting on the oblique flat plate, and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the force and displacement of the oblique flat plate. It is a conceptual diagram explaining a deflection state. 4... Main body, 5, 6... Bearing, 7... First rotating shaft, 8... Second rotating shaft, 9... First ring, 9a... Transmission part, 9b... First Oblique flat plate part,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Hole, 11... Through hole, 12... Second ring, 12a... Transmission part, 12b... Second oblique flat plate part, 14... Displacement meter, 14a... Detection part, 15...
…code.
Claims (1)
の軸心が一致するように回転自在に支承し、これ
ら第1の回転軸と第2の回転軸との間に伝達され
るトルクを検出するトルクセンサにおいて、前記
第1の回転軸の端部に放射状に延びる複数本の伝
達部を介して第1のリングを設け、これら伝達部
と第1のリングとの連結部分に、前記軸心に対し
て所定角度傾斜する第1の斜平板部を残して透孔
を穿設し、前記第2の回転軸の端部に放射状に延
びる複数本の伝達部を介して第2のリングを設
け、これら伝達部と第2のリングとの連結部に、
前記第1の斜平板部と傾斜角度の絶対値が等しく
傾斜方向が反対である第2の斜平板部を残して透
孔を穿設し、前記第1のリングと前記第2のリン
グとを互いの軸心が一致するように結合し、か
つ、前記第1及び第2のリングのいずれか一方の
リングの端面に、該リングのスラスト方向の変位
を検出可能な非接触形変位計を対向設置したこと
を特徴とするトルクセンサ。1 A first rotating shaft and a second rotating shaft are rotatably supported in the main body so that their axes coincide with each other, and transmission is transmitted between the first rotating shaft and the second rotating shaft. In a torque sensor that detects torque, a first ring is provided at an end of the first rotating shaft via a plurality of transmission parts extending radially, and a connection part between these transmission parts and the first ring, A through hole is formed leaving the first oblique flat plate part inclined at a predetermined angle with respect to the axis, and the second rotating shaft is connected to the end of the second rotating shaft via a plurality of transmission parts extending radially. A ring is provided, and a connection portion between the transmission portion and the second ring is provided with a
A through hole is bored, leaving a second oblique flat plate portion whose inclination angle is equal in absolute value to that of the first oblique flat plate portion and whose inclination direction is opposite, and a through hole is bored between the first ring and the second ring. The first and second rings are connected such that their axes coincide with each other, and a non-contact displacement meter capable of detecting the displacement of the ring in the thrust direction is disposed on the end face of one of the first and second rings. A torque sensor characterized by the fact that it is installed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19778484A JPS6176927A (en) | 1984-09-22 | 1984-09-22 | Torque sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19778484A JPS6176927A (en) | 1984-09-22 | 1984-09-22 | Torque sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6176927A JPS6176927A (en) | 1986-04-19 |
| JPH0362209B2 true JPH0362209B2 (en) | 1991-09-25 |
Family
ID=16380291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19778484A Granted JPS6176927A (en) | 1984-09-22 | 1984-09-22 | Torque sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6176927A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004203088A (en) | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Calsonic Kansei Corp | Automatic gear shift unit for vehicle |
-
1984
- 1984-09-22 JP JP19778484A patent/JPS6176927A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6176927A (en) | 1986-04-19 |
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