CN114364941A - 应变传感器的固定装置和使用该固定装置的扭矩传感器 - Google Patents

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CN114364941A CN202080060766.2A CN202080060766A CN114364941A CN 114364941 A CN114364941 A CN 114364941A CN 202080060766 A CN202080060766 A CN 202080060766A CN 114364941 A CN114364941 A CN 114364941A
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Abstract

应变传感器的固定装置(40a、40b)具备：固定部件(41)，其具备第一边(41c)、平行于第一边的第二边(41d)、以及设置于第一边(41c)和第二边(41d)之间且包含开口部(41f)的面(41b)，第一边(41c)与第一结构体(11)接触，第二边(41d)与构成应变传感器的应变发生体的设置于第一结构体(11)上的端部接触；螺丝(42)，其被插入开口部(41f)，与第一结构体(11)螺合；以及止转部(35a、35b、36a、36b)，它们使固定部件(41)与其他部分进行线接触或点接触，防止固定部件(41)的旋转。

Description

应变传感器的固定装置和使用该固定装置的扭矩传感器
技术领域
本发明的实施方式涉及例如设置于机械臂的关节的应变传感器的固定装置和使用该固定装置的扭矩传感器。
背景技术
扭矩传感器具有施加扭矩的第一结构体、输出扭矩的第二结构体、以及将第一结构体和第二结构体连结的作为梁的多个应变发生部，在这些应变发生部配置有作为传感器元件的多个应变计。由这些应变计构成桥接电路(参照例如专利文献1、2、3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－096735号公报
专利文献2：日本特开2015－049209号公报
专利文献3：日本特开2017－172983号公报
发明内容
一般而言，应变传感器在金属制的应变发生体上设置有多个作为传感器元件的应变计。作为将该应变传感器固定于扭矩传感器的方法，有例如使用焊接的方法、使用粘接剂的方法、使用多个螺丝的方法。
但是，在通过焊接将应变传感器固定于结构体的情况下，会伴随焊接导致的应变发生体的温度的急剧上升。因此，应变发生体及应变计的组成或形状等发生变化，可能对应变传感器的性能造成影响。
另外，在使用粘接剂将应变传感器固定于结构体的情况下，低刚性的粘接剂会介于应变发生体和结构体之间。因此，结构体的变形不会直接传递到应变发生体，应变传感器的灵敏度可能降低。
另一方面，在使用螺丝将应变传感器固定于结构体的情况下，在应变发生体上设置按压部件，通过螺丝将按压部件紧固到结构体上，由此，应变发生体通过按压部件固定于结构体。在这种结构的情况下，按压部件和应变发生体进行面接触，因此，按压部件需要对应变发生体保持高的按压力。为了保持高的按压力，需要实现按压部件的大型化及高刚性化、螺丝的大型化及螺丝数量的增加。因此，难以实现设置有按压部件或螺丝的扭矩传感器的小型、薄型化。
本实施方式提供一种应变传感器的固定装置和使用该固定装置的扭矩传感器，能够防止传感器性能的降低及装置结构的大型化，将应变传感器可靠地固定于结构体。
实施方式的应变传感器的固定装置具备：固定部件，其具备第一边、平行于所述第一边的第二边、以及设置于所述第一边和所述第二边之间且包含开口部的面，所述第一边与第一结构体接触，所述第二边与构成应变传感器的应变发生体的设置于所述第一结构体上的端部接触；螺丝，其被插入所述开口部，与所述第一结构体螺合；以及止转部，其使所述固定部件与其他部分进行线接触或点接触，防止所述固定部件的旋转。
附图说明
图1是表示应用了本实施方式的扭矩传感器的立体图。
图2是将图1的一部分除去而显示的俯视图。
图3是将图2所示的应变传感器的安装部取出并放大表示的立体图。
图4是将图2的一部分取出并放大表示的俯视图。
图5是沿着图4的V－V线的剖视图。
图6是将图3所示的作为固定部件的固定板放大表示的立体图。
图7是表示固定板的第一变形例的剖视图。
图8是表示固定板的第二变形例的剖视图。
图9是表示固定板的第三变形例的剖视图。
图10是表示设置有第一实施方式的止转部的第一结构体附近的结构图。
图11是表示设置有第二实施方式的止转部的第一结构体附近的结构图。
图12是从下方观察第三实施方式的固定板的立体图。
图13是表示设置有第三实施方式的止转部的第一结构体附近的结构图。
图14是从下方观察第四实施方式的固定板的立体图。
图15是表示设置有第四实施方式的止转部的第一结构体附近的结构图。
图16是表示设置有第五实施方式的定位部的第一结构体附近的结构图。
图17是表示设置有第六实施方式的定位部的第一结构体附近的结构图。
图18是从下方观察第七实施方式的固定板的立体图。
图19是表示设置有第七实施方式的定位部的第一结构体附近的结构图。
图20是从下方观察第八实施方式的固定板的立体图。
图21是表示设置有第八实施方式的定位部的第一结构体附近的结构图。
图22是从下方观察第九实施方式的固定板的立体图。
图23是表示第九实施方式的设置于第一结构体侧的定位部的结构图。
图24是从下方观察第十实施方式的固定板的立体图。
图25是表示第十实施方式的设置于第一结构体侧的定位部的结构图。
图26是表示第十实施方式的设置于第一结构体侧的定位部的立体图。
具体实施方式
下面，参照附图对实施方式进行说明。在附图中，对相同部分标注相同标号。
(各实施方式的基本结构)
首先，对各实施方式的基本结构进行说明。
图1、图2表示应用了本实施方式的扭矩传感器10的一例。扭矩传感器10的结构不限于此，本实施方式可以应用于各种结构的扭矩传感器。另外，不限于扭矩传感器，也可以将本实施方式应用于使用应变计的力传感器等。
在图1中，扭矩传感器10具备第一结构体11、第二结构体12、多个第三结构体13、多个防水用端盖14、壳体15、衬套16、电缆17。
第一结构体11和第二结构体12形成为环状，第二结构体12的直径小于第一结构体11的直径。第二结构体12与第一结构体11配置成同心状，第一结构体11和第二结构体12通过配置成放射状的多个作为梁部的第三结构体13连结。第三结构体13的数量例如为8个，8个第三结构体13等间隔地配置。第三结构体13的数量并不限定为8个。
第一结构体11与例如被测量体连结，第二结构体12与未图示的其他结构体连接，多个第三结构体13将扭矩(图2所示的转矩(Mz))从第一结构体11传递到第二结构体12。相反地，也可以将第二结构体12与被测量体连结，将第一结构体11与未图示的其他结构体连接，将扭矩经由多个第三结构体13从第二结构体12传递到第一结构体11。
此外，在力传感器的情况下，第一结构体11、第二结构体12、第三结构体13三维变形，关于图2所示的正交的3轴(x，y，z)，对于力(Fx，Fy，Fz)和转矩(Mx，My，Mz)进行检测。
第一结构体11、第二结构体12、多个第三结构体13由金属例如不锈钢构成，但只要能够相对于所施加的扭矩获得充分的机械强度，则也可以使用金属以外的材料。
如图2所示，与各第三结构体13对应地配置有后述的应变传感器20，各应变传感器20由端盖14覆盖。在图2中，一个端盖14被取下，使应变传感器20露出。在本实施方式中，应变传感器20的数量与第三结构体13的数量相同，但不限于此，应变传感器20的数量也可以比第三结构体13的数量少。
各应变传感器20的结构相同。应变传感器20设置于第一结构体11和第二结构体12之间。即，如后述，应变传感器20的一端部与第一结构体11接合，应变传感器20的另一端部与第二结构体12接合。
第二结构体12具有中空部12a，壳体15安装于中空部12a的周围的第二结构体12。在壳体15的内部设置有未图示的处理电路，该处理电路处理从应变传感器20供给的电信号，生成作为传感器信号的扭矩的检测信号。
在壳体15的一部分设置有保持电缆17的衬套16。电缆17的未图示的一端与壳体15内的处理电路连接，电缆17的另一端被插入例如中空部12a。电缆17将电源从外部向处理电路供给，或者将由处理电路处理的传感器信号输出到外部。处理电路的结构并非本实施方式的本质，因此省略说明。
图3、图4、图5表示应变传感器20及应变传感器20的安装结构。
图3表示应变传感器20的安装部的结构。在第一结构体11、第二结构体12、多个第三结构体13上一体形成有凹部30。在凹部30的底部，在与第一结构体11对应的部分设置有第一底部31a和比第一底部31a低的第二底部32a。如图5所示，第一底部31a和第二底部32a的深度之差与应变发生体21的厚度大致相等。
在凹部30的底部，在与第二结构体12对应的部分也设置有第一底部31b和比第一底部31b低的第二底部32b。第一底部31b和第二底部32b的深度之差也与应变发生体21的厚度大致相等。
在凹部30的底部，在与第三结构体13对应的部分设置有比第二底部32a、32b低的第三底部33。
在与第一结构体11对应的第二底部32a的大致中央部设置有开口部34a，在该开口部34a内设置有螺纹。在与第二结构体12对应的第二底部32b的大致中央部也设置有开口部34b，在该开口部34b的内部设置有螺纹。
如图4所示，应变传感器20在凹部30内设置于第一结构体11和第二结构体12之间。应变传感器20具备例如金属制的应变发生体21、和配置于应变发生体21的一表面的作为传感器元件的多个应变计22。
应变计22例如为薄膜电阻元件，电阻值伴随应变发生体21的变形而变化。多个应变计22构成未图示的桥接电路，通过桥接电路检测电阻值的变化作为电信号。多个应变计22与设置于应变发生体21的中央部的柔性基板23(如图2、图5所示)的一端部连接。柔性基板23的另一端部与壳体15内的处理电路连接。从桥接电路输出的电信号经由柔性基板23向处理电路供给，在处理电路中生成作为传感器信号的扭矩的检测信号。
应变发生体21例如为矩形状，应变发生体21的长度比第三底部33的长度长。应变发生体21在配置于凹部30内的状态下，通过固定装置40a和固定装置40b固定于第一结构体11及第二结构体12。
具体而言，如图5所示，应变发生体21的第一端部载置于第一结构体11的第二底部32a上，应变发生体21的第二端部载置于第二结构体12的第二底部32b上。即，应变发生体21配置于第一结构体11的第二底部32a的开口部34a和第二结构体12的第二底部32b的开口部34b之间。
应变发生体21的第一端部通过配置于凹部30的与第一结构体11对应的部分的固定装置40a固定于第一结构体11，应变发生体21的第二端部通过配置于凹部30的与第二结构体12对应的部分的固定装置40b固定于第二结构体12。
固定装置40a和固定装置40b为相同结构，固定装置40a和固定装置40b分别具备作为固定部件的固定板41和螺丝42。在固定装置40a中，固定板41通过与开口部34a螺合的螺丝42安装于第一结构体11。在固定装置40b中，固定板41通过与开口部34b螺合的螺丝42安装于第二结构体12。
螺丝42被从固定板41的上侧插入，与第一结构体11的开口部34a或第二结构体12的开口部34b螺合。
如果将固定装置40a的螺丝42拧紧，则应变发生体21的第一端部通过固定板41固定于第一结构体11，如果将固定装置40b的螺丝42拧紧，则应变发生体21的第二端部通过固定板41固定于第二结构体12。
(固定板的结构)
图6表示本实施方式的固定板41的一形态。
固定板41由例如与第一结构体11同样的金属构成，但不限于此，也可以由其他材料构成。
固定板41具有例如长方体的主体41a。固定板41和主体41a相同，固定板41也简称为主体41a。沿着主体41a的例如底面41b的第一边设置有第一突起41c，沿着平行于第一边的第二边设置有第二突起41d。第一突起41c及第二突起41d为直线状，相互从底面41b向同一方向突出。因此，底面41b配置于与连结第一突起41c和第二突起41d的线分离开的位置。而且，主体41a具有从表面41e贯通至底面41b的开口部41f。
固定板41的宽度W1比凹部30的宽度W2(图4所示的)窄，固定板41的长度L1比凹部30的与第一结构体11对应的部分的长度L2(如图4所示)或凹部30的与第二结构体12对应的部分的长度L3短。在此，L2和L3的关系例如为L2＜L3，但不限于此。即，固定板41的长度只要为螺丝42被拧紧时固定板41能够与第一底部31a和应变发生体21的第一端部接触，或者能够与第一底部31b和应变发生体21的第二端部接触的长度即可。
具体而言，如图4、图5所示，在两个固定板41被插入凹部30的与第一结构体11对应的部分及与第二结构体12对应的部分的状态下，各固定板41的第一突起41c能够与第一底部31a或第一底部31b线接触，第二突起41d能够与应变发生体21的第一端部或第二端部线接触即可。
这样，在两个固定板41被插入凹部30中的状态下，通过将螺丝42插入各固定板41的开口部41f而与第一结构体11的开口部34a或第二结构体12的开口部34b螺合，使固定板41的第一突起41c与第一底部31a或第一底部31b线接触，第二突起41d与应变发生体21的第一端部或第二端部线接触。
此外，如图6所示，固定板41的第一突起41c为直线状，第一突起41c与第一底部31b线接触。但不限于此，例如，如图6中虚线所示，也可以使第一突起41c为点状的突起，第一突起41c与第一底部31b点接触。点状的第一突起41c设置于第一边的大致中央部，但也可以在例如第一边的两端设置两个第一突起。或者，也可以在第一边的中央部和两端部设置三个第一突起。
(实施方式的基本结构实现的效果)
根据上述实施方式，固定板41具有第一突起41c和第二突起41d，通过将螺丝42拧紧，使第一突起41c与第一底部31a或第一底部31b线接触，第二突起41d与应变发生体21的第一端部或第二端部线接触。因此，与例如应变发生体和固定板进行面接触的情况相比，可以以高的压力将应变发生体21相对于第一结构体11、第二结构体12固定。因此，能够降低应变发生体21相对于第一结构体11及第二结构体12的固定强度的偏差，能够防止传感器性能的降低。
而且，根据使用本实施方式的固定板41的固定方法，仅通过使固定板41的第二突起41d与应变发生体21线接触，就能够使应变发生体21固定于第一结构体11和第二结构体12。因此，如通过例如焊接将应变发生体21固定于第一结构体11及第二结构体12的情况那样，能够防止相对于应变发生体21及应变计的热变形。另外，如以粘接剂固定应变发生体21的情况那样，低刚性部并未介于以下两者之间：应变发生体21；和第一结构体11及第二结构体12。因此，根据使用本实施方式的固定板41的固定方法，能够将施加于第一结构体及第二结构体12的力可靠地传递到应变发生体21，能够提高传感器的性能。
而且，固定装置40a、40b由一个固定板41和一个螺丝42构成。因此，零件数量少，能够防止固定装置40a、40b的大型化及扭矩传感器10的大型化。
而且，固定装置40a、40b由一个固定板41和一个螺丝42构成，因此，固定装置40a、40b的组装容易。
另外，螺丝42被从固定板41的上侧插入而与第一结构体11的开口部34a或第二结构体12的开口部34b螺合。因此，与例如将螺丝42从第一结构体11的开口部34a或第二结构体12的开口部34b侧插入而与固定板41螺合的情况相比，能够使组装作业容易化。
(固定板的变形例)
(第一变形例)
图7表示固定板的第一变形例。在图6所示的实施方式的情况下，主体41a在扁平的底面41b设置第一突起41c和第二突起41d。
与此相对，在第一变形例中，固定板51的例如长方体形状的主体51a具有弯曲的底面51b，底面51b的第一边作为第一突起51c发挥作用，平行于第一边的第二边作为第二突起51d发挥作用。因此，弯曲的底面51b配置于与连结第一突起51c和第二突起51d的线分离开的位置。在底面51b的中央部设置有与表面51e贯通的开口部51f。
通过上述第一变形例，也能得到与上述实施方式同样的效果。而且，根据第二变形例，主体51a的底面51b被弯曲，因此，固定板51的弹性提高。因此，通过固定板51能够可靠地固定应变发生体21。
而且，根据第一变形例，仅通过将主体51a的底面加工成弯曲，就能形成第一突起51c和第二突起51d，因此，能够使制造容易化。
(第二变形例)
图8表示固定板的第二变形例。在图7所示的第一变形例中，主体51a具有弯曲的底面51b。
与此相对，在第二变形例中，固定板61的例如长方体形状的主体61a整体被弯曲。因此，具有弯曲的底面61b，底面61b的第一边作为第一突起61c发挥作用，平行于第一边的第二边作为第二突起61d发挥作用。因此，弯曲的底面61b配置于与连结第一突起61c和第二突起61d的线分离开的位置。在底面61b的中央部设置有与表面61e贯通的开口部61f。
通过上述第二变形例，也能得到与上述实施方式同样的效果。而且，根据第二变形例，主体61a的整体被弯曲，因此，固定板61的弹性提高。因此，通过固定板61能够更加可靠地固定应变发生体21。
而且，根据第二变形例，仅通过将主体61a加工成弯曲，就能形成第一突起61c和第二突起61d，因此，能够使制造容易化。
(第三变形例)
图9表示固定板的第三变形例。就上述实施方式及各变形例而言，在固定板的主体上，在两个边上设置有突起。
与此相对，在图9所示的第三变形例中，固定板71的主体71a例如为长方体，沿着主体71a的底面71b的四个边设置有突起71c。即，突起71c设置于底面71b的周围。
通过上述第三变形例，也能得到与上述实施方式同样的效果。而且，通过在底面71b的周围设置突起71c，能够提高固定板71的刚性，能够更加可靠地固定应变发生体21。
而且，固定板71的主体71a的形状为长方体，对底面71b的形状为长方形的情况进行了说明，但也可以将固定板71的主体71a的形状设为立方体、底面71b的形状设为正方形。在该情况下，无论使用四个边中哪两个平行的边，都能固定应变发生体21。因此，由于无需考虑固定板71相对于凹部30a的方向，所以能够使组装作业简单化。
此外，在第一变形例及第二变形例中，也可以在主体的周围设置突起。
(第一实施方式)
在第一实施方式中，主要对以上述的基本结构为基准进行了变更的点进行说明，但也可以以第一变形例至第三变形例为基准进行同样地变更。此外，之后的实施方式也同样。
此外，在本实施方式中，主要对固定板41与第一结构体11或第二结构体12和应变发生体21进行线接触或点接触的结构进行说明，但也可以为面接触，还可以为其他接触。之后的实施方式也同样。
图10是表示设置有本发明的第一实施方式的止转部35a、36a的第一结构体11附近的结构图。另外，在图3及图4中示出了止转部35a、35b、36a、36b。
固定装置40a具备两个止转部35a、36a。固定装置40b具备两个止转部35b、36b。固定装置40a的止转部35a、36a和固定装置40b的止转部35b、36b同样构成。止转部35a～36b防止以螺丝42安装固定板41时螺丝42的旋转和固定板41的旋转。
止转部35a～36b形成于第三结构体13的凹部30的定位固定板41的两侧内表面。各止转部35a～36b的表面为使平面以弯折成两个的方式弯曲以便形成在z轴方向(扭矩的旋转轴方向)上呈线状延伸的顶点而成的曲面形状。止转部35a～36b与第三结构体13一体形成。此外，止转部35a～36b也可以不与第三结构体13一体形成而是由其他部件形成。
在此，在螺丝42为向右旋转而拧紧的右旋螺丝的情况下，如果在比开口部41f的中心靠应变传感器20侧(内侧)有朝向应变传感器20侧的方向位于右侧的止转部35a、35b，则也可以没有另一方的止转部36a、36b。另一方面，在螺丝42为左旋螺丝的情况下，如果在比开口部41f的中心靠应变传感器20侧(内侧)有朝向应变传感器20侧的方向位于左侧的止转部36a、36b，则也可以没有另一方的止转部35a、35b。
此外，在将止转部设置于比开口部41f的中心靠外侧(与应变传感器20相反的一侧)的情况下，在螺丝42为右旋螺丝时，朝向应变传感器20侧的方向在左侧设置止转部，在螺丝42为左旋螺丝时，朝向应变传感器20侧的方向在右侧设置止转部即可。
参照图10，对螺丝42为右旋螺丝时设置于第一结构体11侧的止转部35a的功能进行说明，但对于在螺丝42为左旋螺丝时位于与止转部35a相反侧的止转部36a的功能也同样。
固定板41配置于适当的位置，在以螺丝42固定之前的状态下，固定板41和止转部35a为大致接触的状态。但是，在固定板41和止转部35a之间也可以具有细微的间隙。
为了固定固定板41而使螺丝42旋转。此时，如果固定板41与螺丝42一起旋转，则固定板41的止转部35a侧的侧面的应变传感器20侧部分与止转部35a的沿z轴方向延伸的顶点部分在z轴方向上进行线接触。由此，固定板41不会进一步旋转，仅螺丝42旋转。
此外，止转部35a～36b也可以形成为将顶点部分以沿z轴方向排列的方式分断成几个，以多个顶点中的每一个与固定板41点接触。
根据本实施方式，通过设置止转部35a～36b而使将要旋转的固定板41与止转部35a～36b在z方向上线接触，能够防止固定板41从适当的配置位置旋转而偏移的情况。另外，在以螺丝42固定时，无需用于防止固定板41旋转的夹具。
在此，在应变传感器20通过固定板41线接触(或点接触)而被按压的情况下，他轴干扰被抑制，而且，通过将止转部35a～36b形成为与固定板41线接触的形状，进一步抑制他轴干扰。
通过将止转部35a～36b形成为与固定板41线接触的形状，能够抑制他轴干扰。而且，线接触为z轴方向，因此容易得到比x轴方向或y轴方向更理想的效果。
通过在固定板41的两侧设置止转部35a～36b，在使止转部35a～36b具有固定板41的定位功能或者使螺丝42沿拧松的方向旋转的情况下，也能具有防止固定板41一起旋转而偏移的功能。
(第二实施方式)
图11是表示设置有本发明的第二实施方式的止转部37a、38a的第一结构体11附近的结构图。
设置止转部37a、38a来代替图10所示的第一实施方式的止转部35a、36a。止转部37a、38a是通过在凹部30的内表面的与第一实施方式的止转部35a、36a相同的位置形成螺纹孔，向该螺纹孔插入螺丝而形成的。其他点与第一实施方式同样。例如，就止转部37a、38a而言，也可以仅设置与螺丝42的旋转方向对应的一方。
根据本实施方式，除了第一实施方式实现的作用效果以外，还能得到以下作用效果。
止转部37a、38a通过插入螺丝而形成，因此能够简单地构成。另外，固定板41在止转部37a、38a的螺丝头的顶部进行点接触而防止旋转，因此，与线接触的情况相比，能够进一步抑制他轴干扰。
此外，在本实施方式中，对将成为止转部37a、38a的螺丝设置于凹部30的内表面的结构进行了说明，但也可以通过在相当于止转部37a、38a的位置在固定板41上设置螺丝而同样地构成。
(第三实施方式)
图12是从下方观察本发明的第三实施方式的固定板41A的立体图。
图13是表示设置有本发明的第三实施方式的止转部41g、41h的第一结构体11附近的结构图。
本实施方式中，设置止转部41g、41h来代替第一实施方式的止转部35a、36a。固定板41A为在图6所示的第一实施方式的固定板41中设置止转部41g、41h的形状。其他点与第一实施方式同样。例如，就止转部41g、41h而言，也可以仅设置与螺丝42的旋转方向对应的一方。
在适当地配置固定板41A的状态下，止转部41g、41h设置成在固定板41A的相对于应变传感器20侧方向的左右侧面、比开口部41f的中心靠应变传感器20侧(内侧)。即，止转部41g、41h配置于与第一实施方式的止转部35a、36a大致相同的位置。各止转部41g、41h的表面形成为与第一实施方式的各止转部35a～36b的表面同样的形状。
与第一实施方式同样，如果固定板41A与螺丝42一起旋转，则固定板41A的止转部41g、41h的沿z轴方向延伸的顶点部分与第三结构体13的凹部30的与止转部41g、41h对置的内表面在z轴方向上线接触。由此，固定板41A不会进一步旋转，仅螺丝42旋转。
此外，止转部41g、41h也可以形成为将顶点部分以沿z轴方向排列的方式分断成几个，以多个顶点中的每一个与凹部30的内表面点接触。
根据本实施方式，通过在固定板41A上设置止转部41g、41h，能够实现与第一实施方式同样的作用效果。
(第四实施方式)
图14是从下方观察本发明的第四实施方式的固定板41B的立体图。
图15是表示设置于本发明的第四实施方式的第一结构体11侧的止转部41i、41j的结构图。
本实施方式中，设置固定板41B来代替图12所示的第三实施方式的固定板41A。固定板41B为在第三实施方式的固定板41A中设置止转部41i、41j来代替止转部41g、41h而得到的形状。其他点与第三实施方式同样。例如，就止转部41i、41j而言，也可以仅设置与螺丝42的旋转方向对应的一方。
就止转部41i、41j而言，除了表面形状和第三实施方式的止转部41g、41h不同这一点以外，其余部分都相同。止转部41i、41j的表面为将平面弯折成两个以使截面成为三角形所得到的凸形状，以便形成在y轴方向(与扭矩的旋转轴垂直的方向、应变传感器20的长边方向)上呈线状延伸的顶点。此外，止转部41i、41j也可以为以下那样的形状，不仅固定板41B的侧面的应变传感器20侧部分成为止转部41i、41j，该侧面整体也成为止转部41i、41j。另外，止转部41i、41j的表面也可以为使平面弯曲的曲面形状。
如果固定板41B与螺丝42一起旋转，则固定板41B的止转部41i、41j的沿y轴方向延伸的顶点部分与第三结构体13的凹部30的与止转部41i、41j对置的内表面在y轴方向上线接触。由此，固定板41B不会进一步旋转，仅螺丝42旋转。关于其他点，固定板41B与第一实施方式同样地发挥作用。
此外，止转部41i、41j也可以形成为将顶点部分以沿y轴方向排列的方式分断成几个，以多个顶点中的每一个与凹部30的内表面进行点接触。
根据本实施方式，通过在固定板41B上设置止转部41i、41j而使止转部41i、41j和凹部30的内表面在y轴方向上接触，能够得到与第一实施方式同样的作用效果。
此外，在各实施方式中，固定板41～41B通过设置止转部而与其他部分(结构体11～13等)线接触或点接触，但不限于在此说明的部分，也可以与扭矩传感器10的其他部分接触。
(第五实施方式)
图16是表示设置有本发明的第五实施方式的定位部43a的第一结构体11附近的结构图。定位部43a与图3及图4所示的第一实施方式的止转部35a、36a同样地设置。定位部43b与图3及图4所示的第一实施方式的止转部35b、36b同样地设置。
固定装置40a具备两个定位部43a。固定装置40b具备两个定位部43b。固定装置40a的定位部43a和固定装置40b的定位部43b同样地构成。定位部43a、43b是为了将固定板41配置于适当的位置而设置的。
定位部43a、43b形成于第三结构体13的凹部30的定位固定板41的两侧的内表面。图中，定位部43a、43b设置于比开口部41f的中心靠应变传感器20侧，但也可以设置于中心或比中心靠与应变传感器20相反的一侧。
就分别设置于第一结构体11侧或第二结构体12侧的一组两个定位部43a、43b之间而言，只要确保固定板41可插入的宽度，则期望尽可能地窄。因此，一组定位部43a、43b之间的宽度和固定板41的宽度大致相等。由此，在于一组定位部43a、43b之间插入固定板41的状态下，固定板41和定位部43a、43b分别完全密合。此时，调节定位部43a、43b的形状或尺寸以将固定板41配置于适当的位置。
各定位部43a、43b的表面为使平面以弯折成两个的方式弯曲以便形成在z轴方向(扭矩的旋转轴方向)上呈线状延伸的顶点的曲面形状。定位部43a、43b与第三结构体13一体形成。此外，定位部43a、43b也可以不与第三结构体13一体形成而是由其他部件形成。
参照图16，对设置于第一结构体11侧的一组定位部43a的功能进行说明。
如果将固定板41插入两个定位部43a之间，则固定板41自然配置于适当的位置。在该状态下，固定板41的定位部43a侧的侧面与两个定位部43a各自的沿z轴方向延伸的顶点部分在z轴方向上线接触。在该状态下，通过螺丝42固定固定板41。此时，定位部43a也可以发挥止转的作用以使固定板41不与螺丝42一起旋转。
此外，定位部43a、43b也可以形成为将顶点部分以沿z轴方向排列的方式分断成几个，以多个顶点中的每一个与固定板41点接触。
根据本实施方式，通过设置定位部43a、43b，仅在一组定位部43a、43b之间插入固定板41，就能将固定板41自然地配置于适当的位置。特别是，在x轴方向(与应变传感器20的长边方向和扭矩的旋转轴方向分别垂直的方向)上适当地配置固定板41。
在此，在应变传感器20通过固定板41线接触(或点接触)而被按压的情况下，他轴干扰被抑制，而且，通过将定位部43a、43b形成为与固定板41线接触的形状，进一步抑制他轴干扰。而且，线接触为z轴方向，因此，容易得到比x轴方向或y轴方向更理想的效果。
(第六实施方式)
图17是表示设置有本发明的第六实施方式的定位部44a的第一结构体11附近的结构图。
设置定位部44a来代替图16所示的第五实施方式的定位部43a。定位部44a是通过在凹部30的内表面的与第五实施方式的定位部43a相同的位置形成螺纹孔，并在该螺纹孔插入螺丝而形成的。其他点与第五实施方式同样。
根据本实施方式，除了第五实施方式实现的作用效果以外，还能得到以下作用效果。
定位部44a是通过插入螺丝而形成的，因此，能够简单地构成。另外，固定板41在定位部44a的螺丝头的顶部进行点接触，因此，与线接触的情况相比，能够进一步抑制他轴干扰。
此外，在本实施方式中，对将成为定位部44a的螺丝设置于凹部30的内表面的结构进行了说明，但也可以通过在相当于定位部44a的位置在固定板41上设置螺丝而同样地构成。
(第七实施方式)
图18是从下方观察本发明的第七实施方式的固定板41C的立体图。图19是表示设置有第七实施方式的定位部41k的第一结构体11附近的结构图。
本实施方式中，设置定位部41k来代替第五实施方式的定位部43a、43b。固定板41C为在图6所示的第五实施方式的固定板41上设置两个定位部41k所得到的形状。其他点与第五实施方式同样。
定位部41k分别设置于固定板41C的两侧的侧面。此外，定位部41k可以与固定板41C一体形成，也可以不一体形成而是由其他部件形成。图中，定位部41k设置于比开口部41f的中心靠应变传感器20侧，但也可以设置于中心或比中心靠与应变传感器20相反的一侧。各定位部41k的表面形成为与第五实施方式的各定位部43a、43b的表面同样的形状。
固定板41C的两侧的定位部41k的顶点部分彼此间的宽度为固定板41C的最大宽度。该最大宽度与位于固定板41C两侧的凹部30的对置的内表面的宽度大致相等。只要能够配置固定板41C，则理想的是该最大宽度尽可能地宽。由此，在固定板41C配置于凹部30的状态下，固定板41C的两侧面与凹部30的内表面完全密合。此时，调节定位部41k的形状或尺寸以将固定板41C配置于适当的位置。
如果将固定板41C插入凹部30的内表面之间，则与第五实施方式同样，固定板41C自然配置于适当的位置。在该状态下，固定板41C的两侧的定位部41k各自的沿z轴方向延伸的顶点部分与凹部30的内表面在z轴方向上线接触。在该状态下，通过螺丝42固定固定板41C。此时，定位部41k也可以发挥止转的作用以使固定板41C不与螺丝42一起旋转。
此外，定位部41k也可以形成为将顶点部分以沿z轴方向排列的方式分断成几个，以多个顶点中的每一个与凹部30的内表面点接触。
根据本实施方式，通过在固定板41C上设置定位部41k，能够得到与第五实施方式同样的作用效果。
(第八实施方式)
图20是从下方观察本发明的第八实施方式的固定板41D的立体图。图21是表示设置于第八实施方式的第一结构体11侧的定位部41l的结构图。
本实施方式中，设置固定板41D来代替图18所示的第七实施方式的固定板41C。固定板41D为在第七实施方式的固定板41C中设置定位部41l来代替定位部41k所得到的形状。其他点与第七实施方式同样。
就定位部41l而言，除了第七实施方式的定位部41k和表面的形状不同这一点以外，其余部分都相同。定位部41l的表面为将平面弯折成两个以使截面成为三角形这样的凸形状，以便形成在y轴方向(与扭矩的旋转轴垂直的方向、应变传感器20的长边方向)上呈线状延伸的顶点。此外，定位部41l也可以为以下那样的形状，不仅固定板41D的侧面的一部分成为定位部41l，该侧面整体也成为定位部41l。另外，定位部41l的表面也可以为使平面弯曲的曲面形状。就定位部41l而言，与第七实施方式同样，调节形状或尺寸以将固定板41D配置于凹部30的适当的位置。
如果将固定板41D插入凹部30的内表面之间，则固定板41D自然配置于适当的位置。在该状态下，固定板41D的两侧的定位部41l各自的沿y轴方向延伸的顶点部分与凹部30的内表面在y轴方向上线接触。在该状态下，通过螺丝42固定固定板41D。其他点与第七实施方式同样。
此外，定位部41l也可以形成为将顶点部分以沿y轴方向排列的方式分断成几个，以多个顶点中的每一个与凹部30的内表面进行点接触。
根据本实施方式，通过在固定板41D上设置定位部41l而使定位部41l和凹部30的内表面在y轴方向上接触，能够得到与第五实施方式同样的作用效果。
(第九实施方式)
图22是从下方观察本发明的第九实施方式的固定板41E的立体图。图23是表示设置于第九实施方式的第一结构体11侧的定位部41m的结构图。
本实施方式中，设置固定板41E来代替图18所示的第七实施方式的固定板41C。固定板41E为在第七实施方式的固定板41C中设置定位部41m来代替定位部41k所得到的形状。其他点与第七实施方式同样。
就定位部41m而言，除了形状和第七实施方式的定位部41k不同这一点以外，其余部分都相同。定位部41m为形成在固定板41E各自的整个侧面的形状。定位部41m的表面为形成为平缓的曲面以便在固定板41E的侧面的中央形成在z轴方向(扭矩的旋转轴方向)上呈线状延伸的顶点所得到的凸形状。就定位部41m而言，与第七实施方式同样，调节形状或尺寸以将固定板41E配置于凹部30的适当的位置。
如果将固定板41E插入凹部30的内表面之间，则固定板41E自然配置于适当的位置。在该状态下，固定板41E的两侧的定位部41m各自的沿z轴方向延伸的顶点部分与凹部30的内表面在z轴方向上线接触。在该状态下，通过螺丝42固定固定板41E。其他点与第七实施方式同样。
此外，定位部41m也可以形成为将顶点部分以沿z轴方向排列的方式分断成几个，以多个顶点中的每一个与凹部30的内表面点接触。
根据本实施方式，通过在固定板41E上设置定位部41m而使定位部41m和凹部30的内表面在z轴方向上接触，能够得到与第五实施方式同样的作用效果。
(第十实施方式)
图24是从下方观察本发明的第十实施方式的固定板41F的立体图。图25是表示第十实施方式的设置于第一结构体11侧的定位部41n的结构图。图26是表示第十实施方式的设置于第一结构体11侧的定位部41n的立体图。
本实施方式是在图16所示的第五实施方式的固定板41上追加了定位部41n。其他点与第五实施方式同样。此外，也可以不设置定位部43a、43b。
定位部41n分别设置于固定板41F的应变传感器20侧的一面的两端。此外，定位部41n可以与固定板41F一体形成，也可以不一体形成而是由其他部件形成。
定位部41n为在固定板41F中向应变传感器20侧突出而沿底面侧延伸的形状。应变传感器20位于两个定位部41n的下部分之间。在两个定位部41n各自的下端设置有凸部，该凸部与由凹部30的第二底部32a和第三底部33之间的台阶形成的侧面进行线接触(或点接触)。此外，该凸部也可以被设置为与第三底部33线接触或点接触。
通过将固定板41F插入凹部30的内表面之间而使设置于定位部41n的下端的凸部与凹部30的第二底部32a和第三底部33之间的台阶接触，将固定板41F自然地配置于适当的位置。其他点与第五实施方式同样。
根据本实施方式，除了第五实施方式实现的作用效果以外，通过在固定板41F上设置定位部41n，能够特别容易且更加准确地配置y轴方向(应变传感器20的长边方向)的固定板41F的位置。
此外，在各实施方式中，就固定板41～41F而言，通过设置定位部而与其他部分(结构体11～13等)线接触或点接触，但不限于在此说明的部分，也可以与扭矩传感器10的其他部分接触。
另外，本发明不直接限定于上述各实施方式，在实施阶段，在不脱离其主旨的范围内可以将构成要素变形而具体化。另外，可以由上述各实施方式中公开的多个构成要素的适当的组合形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除几个构成要素。而且，也可以将不同实施方式中的构成要素适当地组合。

Claims (19)

1.一种应变传感器的固定装置，其特征在于，包括：
固定部件，其具备第一边、平行于所述第一边的第二边、以及设置于所述第一边和所述第二边之间且包含开口部的面，所述第一边与第一结构体接触，所述第二边与应变发生体的设置于所述第一结构体上的端部接触，该应变发生体构成应变传感器；
螺丝，其被插入所述开口部，与所述第一结构体螺合；以及
止转部，其使所述固定部件与其他部分进行线接触或点接触，防止所述固定部件的旋转。
2.根据权利要求1所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述面设置于与连结所述第一边和所述第二边的线分离开的位置，
所述第一边与所述第一结构体进行线接触或点接触，
所述第二边与所述应变发生体的端部进行线接触或点接触。
3.根据权利要求1所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述止转部使所述固定部件与所述其他部分在扭矩的旋转轴方向上线接触或点接触。
4.根据权利要求1所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述止转部使所述固定部件与所述其他部分在与扭矩的旋转轴垂直的方向上线接触或点接触。
5.根据权利要求1所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述止转部设置于比所述开口部的中心靠所述应变传感器侧。
6.根据权利要求5所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述止转部并未设置于比所述开口部的中心靠与所述应变传感器相反的一侧。
7.根据权利要求1所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述止转部设置于所述固定部件。
8.根据权利要求1所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述止转部设置于所述其他部分。
9.根据权利要求1所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述止转部包含螺丝。
10.一种扭矩传感器，包括：
第一结构体；
第二结构体；
多个第三结构体，它们将所述第一结构体和所述第二结构体连接；
应变发生体，其构成设置于所述第一结构体和所述第二结构体之间的应变传感器；
第一固定装置，其设置于所述第一结构体，将所述应变发生体的第一端部固定于所述第一结构体；以及
第二固定装置，其设置于所述第二结构体，将所述应变发生体的第二端部固定于所述第二结构体，
其中，所述第一固定装置及所述第二固定装置各自具备：
固定部件，其具备第一边、平行于所述第一边的第二边、以及设置于所述第一边和所述第二边之间且包含开口部的面，所述第一边与第一结构体接触，所述第二边与应变发生体的设置于所述第一结构体上的端部接触，该应变发生体构成应变传感器；
螺丝，其被插入所述开口部，与所述第一结构体螺合；以及
止转部，其使所述固定部件与其他部分线接触或点接触，防止所述固定部件的旋转。
11.一种应变传感器的固定装置，其特征在于，包括：
固定部件，其具备第一边、平行于所述第一边的第二边、以及设置于所述第一边和所述第二边之间且包含开口部的面，所述第一边与第一结构体接触，所述第二边与应变发生体的设置于所述第一结构体上的端部接触，该应变发生体构成应变传感器；
螺丝，其被插入所述开口部，与所述第一结构体螺合；以及
定位部，其使所述固定部件与其他部分进行线接触或点接触，将所述固定部件定位。
12.根据权利要求11所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述面设置于与连结所述第一边和所述第二边的线分离开的位置，
所述第一边与所述第一结构体进行线接触或点接触，
所述第二边与所述应变发生体的端部进行线接触或点接触。
13.根据权利要求11所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述定位部使所述固定部件与所述其他部分在扭矩的旋转轴方向上线接触或点接触。
14.根据权利要求11所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述定位部使所述固定部件与所述其他部分在与扭矩的旋转轴垂直的方向上线接触或点接触。
15.根据权利要求11所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述定位部设置于所述固定部件。
16.根据权利要求11所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述定位部设置于所述其他部分。
17.根据权利要求11所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述定位部包含螺丝。
18.根据权利要求11所述的应变传感器的固定装置，其特征在于，
所述定位部具备：
第一定位部，其将所述固定部件在与扭矩的旋转轴垂直的第一方向上定位；以及
第二定位部，其将所述固定部件在与所述扭矩的旋转轴及所述第一方向分别垂直的第二方向上定位。
19.一种扭矩传感器，包括：
第一结构体；
第二结构体；
多个第三结构体，它们将所述第一结构体和所述第二结构体连接；
应变发生体，其构成设置于所述第一结构体和所述第二结构体之间的应变传感器；
第一固定装置，其设置于所述第一结构体，将所述应变发生体的第一端部固定于所述第一结构体；以及
第二固定装置，其设置于所述第二结构体，将所述应变发生体的第二端部固定于所述第二结构体，
其中，所述第一固定装置及所述第二固定装置各自具备：
固定部件，其具备第一边、平行于所述第一边的第二边、以及设置于所述第一边和所述第二边之间且包含开口部的面，所述第一边与第一结构体接触，所述第二边与应变发生体的设置于所述第一结构体上的端部接触，该应变发生体构成应变传感器；
螺丝，其被插入所述开口部，与所述第一结构体螺合；以及
定位部，其使所述固定部件与其他部分进行线接触或点接触，将所述固定部件定位。
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