JP2002202212A - Low torque transducer and torque measuring device using the same - Google Patents
Low torque transducer and torque measuring device using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【０００２】本発明は低トルクトランスデューサ及びそ
れを用いたトルク測定装置に関するものであり、詳細に
は、低い双方向トルク力を精確に測定すると同時に、ト
ルク力よりも数桁大きい軸方向圧縮力に耐えてその軸方
向圧縮力を測定することができる低トルクトランスデュ
ーサ及びそれを用いたトルク測定装置に関するものであ
る。[0002] The present invention relates to a low torque transducer and a torque measuring device using the same. More specifically, the present invention relates to a method for accurately measuring a low bidirectional torque force and simultaneously reducing an axial compression force several orders of magnitude larger than the torque force. The present invention relates to a low-torque transducer capable of withstanding the axial compression force and a torque measuring device using the same.
【０００３】[0003]
【０００４】本発明はトルク測定のための装置、詳細に
はレオロジー的性質を決定するために粘弾性物質に加え
られた双方向トルク力を測定するための装置に関するも
のである。本発明は、Ｂａｒｋｅｒ他の米国特許第４，
５５２，０２５号（登録日１９８５年１１月１２日）に
記載のトランスデューサなどの、レオロジー試験機器に
用いられる既知のトルクトランスデューサの改良に関す
る。[0004] The present invention relates to an apparatus for measuring torque, and in particular to an apparatus for measuring the bidirectional torque force applied to a viscoelastic material to determine rheological properties. The present invention relates to U.S. Pat.
No. 552,025 (registered Nov. 12, 1985), and relates to improvements to known torque transducers used in rheological test equipment.
【０００５】従来技術で既知のごとく、試験される粘弾
性物質の試料は、温度制御された対向する二つの金型間
に収納される。典型的には、下部金型は、試料にせん断
力を加える振動・回転力によって駆動される。典型的に
は、上部金型は、試料によって上部金型にかかる反動ト
ルクを測定するトランスデューサに接続されている。さ
らに試料は、金型間で試料を加圧状態に保持するために
必要な軸方向圧縮力を受ける。この圧力は、すべての金
型表面と試料の間の良好な接触を確保し、試料に回転せ
ん断力が加えられたときに試料がすべる可能性を最小限
にするために要求される。好適には、通常の力もトラン
スデューサを用いて測定することができる。[0005] As is known in the prior art, a sample of the viscoelastic material to be tested is contained between two opposite temperature controlled molds. Typically, the lower mold is driven by a vibration / rotational force that applies a shear force to the sample. Typically, the upper mold is connected to a transducer that measures the reaction torque exerted by the sample on the upper mold. Further, the sample is subjected to an axial compression force required to hold the sample in a pressurized state between the molds. This pressure is required to ensure good contact between all mold surfaces and the sample and to minimize the possibility of the sample slipping when a rotational shear is applied to the sample. Preferably, normal forces can also be measured using the transducer.
【０００６】従来技術のトルク・応力トランスデューサ
は、試料にかかるトルク力を測定すると同時に、軸方向
圧縮力に耐えてその軸方向圧縮力を測定する正方形の構
成を利用する。しかしながら、従来技術のトルク・応力
トランスデューサが正方形の構造であることで、そのト
ランスデューサには、試料にかかる大きな軸方向圧縮力
に耐えるために比較的厚い壁が必要となる。この従来技
術の構造では、トランスデューサの低トルク感度が大幅
に低下し、そのため高精度での低トルク測定がほとんど
不可能になる。[0006] Prior art torque and stress transducers utilize a square configuration that measures the torque force on a sample while simultaneously withstanding and measuring the axial compression force. However, due to the square structure of the prior art torque and stress transducer, the transducer requires relatively thick walls to withstand the large axial compressive forces on the sample. With this prior art structure, the low torque sensitivity of the transducer is greatly reduced, thereby making high torque low torque measurements almost impossible.
【０００７】比較的単純、小型、堅牢、かつ測定が、と
くに低トルク測定が高感度で精確なトランスデューサが
継続的に求められている。レオロジー試験機器は、大き
な軸方向圧縮力（最大４，０００ｌｂｓ）に耐えると同
時に反動トルク力（０．５ｉｎ−ｌｂｓ程に小さい）を
測定しなければならないので、精度が高く堅牢なトラン
スデューサが要求される。従来技術のトランスデューサ
の構造を用いると、低トルク感度と精度は、かかる大き
な軸方向圧縮力に耐える能力と引き替えになる。したが
って、産業界では、要求される精度で低トルク値を測定
するのに十分な感度であると同時に、大きな軸方向圧縮
力に耐えてその軸方向圧縮力を測定することのできるト
ランスデューサが必要とされている。There is a continuing need for relatively simple, compact, robust and sensitive transducers, especially for low torque measurements, with high sensitivity and accuracy. Rheological test equipment must withstand large axial compression forces (up to 4,000 lbs) and at the same time measure reaction torque forces (as small as 0.5 in-lbs), requiring highly accurate and robust transducers. You. Using prior art transducer structures, low torque sensitivity and accuracy are traded for the ability to withstand such large axial compression forces. Therefore, there is a need in the industry for a transducer that is sensitive enough to measure low torque values with the required accuracy, but that can withstand and measure large axial compression forces. Have been.
【０００８】本発明の目的は、トルク測定装置に用いる
トランスデューサを提供することである。そのトランス
デューサは、それ自身にかかるトルク力と軸方向圧縮力
に応答するものである。本発明のもう一つの目的は、比
較的低いトルク力を精確に測定すると同時に、比較的大
きな軸方向圧縮力に耐えることができる、トルク測定の
ためのトランスデューサを提供することである。It is an object of the present invention to provide a transducer for use in a torque measuring device. The transducer is responsive to torque and axial compression forces on itself. It is another object of the present invention to provide a transducer for torque measurement that can accurately measure relatively low torque forces while at the same time withstanding relatively large axial compression forces.
【０００９】[0009]
【００１０】本発明の課題を解決するための手段は、下
記のとおりである。The means for solving the problems of the present invention are as follows.
【００１１】第１に、駆動要素によって装置にかかるト
ルク力と軸方向圧縮力とに応答するトルク測定装置に用
いるトランスデューサであって、ハブと、外側リムと、
外側リムとハブとを接続し、トルク測定装置にかかるト
ルク力と軸方向圧縮力とに応答する複数のスポークと、
トルク力によってスポークに生じた表面ひずみに応答す
るように、スポークに固定されるひずみ応答手段とを備
えることを特徴とする、低トルクトランスデューサ。第
２に、ハブが、支持部材に基礎固定されるものであるこ
とを特徴とする、上記第１に記載のトランスデューサ。
第３に、外側リムが、金型要素に接続されるものである
ことを特徴とする、上記第２に記載のトランスデュー
サ。第４に、トルク力より２桁大きい前記圧縮力を支え
ることができることを特徴とする、上記第３に記載のト
ランスデューサ。第５に、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトル
ク力を精確に測定することが可能であり、また４０００
ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能であるこ
とを特徴とする、上記第４に記載のトランスデューサ。
第６に、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以
下のトルク力を精確に測定することができることを特徴
とする、上記第５に記載のトランスデューサ。第７に、
振動・回転する駆動要素から金型要素に加えられた双方
向トルク力を測定するトルク測定装置であって、基礎固
定された支持部材に接続されたハブと、金型要素に接続
された外側リムと、外側リムとハブを接続し、振動・回
転力に応答し、双方向トルク力をかけることができる複
数のスポークと、双方向トルク力によってそこに生じた
表面ひずみに応答するように、スポークに固定されたひ
ずみ応答手段とを備えることを特徴とする、トルク測定
装置。第８に、双方向トルク力より２桁大きい軸方向圧
縮力を支えることができることを特徴とする、上記第７
に記載の装置。第９に、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下の双方向
トルク力を精確に測定することが可能であることを特徴
とする、上記第８に記載の装置。第１０に、０．５ｉｎ
−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確
に測定することができることを特徴とする、上記第９に
記載の装置。第１１に、スポークに固定されたひずみ応
答手段が、さらに、軸方向圧縮力によって生じた表面ひ
ずみに応答することを特徴とする、上記第１０に記載の
装置。第１２に、４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に
耐えることが可能であることを特徴とする、上記第１１
に記載の装置。第１３に、トルク力と軸方向圧縮力を同
時に測定することが可能なトルク測定装置であって、基
礎固定された支持部材に接続されたハブと、トルク力と
軸方向圧縮力の両方を受ける外側リムと、外側リムとハ
ブを接続し、外側リムに働くトルク力と軸方向圧縮力の
両方に応答する複数のスポークと、トルク力と軸方向圧
縮力によって生じた表面ひずみに応答するようにスポー
クに固定されたひずみ応答手段とを備えることを特徴と
する、トルク測定装置。第１４に、スポークが、トルク
力を支えることができる弱い軸と、軸方向圧縮力を支え
ることができる強い軸を有することを特徴とする、上記
第１３に記載の装置。第１５に、トルク力より２桁大き
い圧縮力を支えることができることを特徴とする、上記
第１４に記載の装置。第１６に、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下
のトルク力を精確に測定することが可能であることを特
徴とする、上記第１５に記載の装置。第１７に、４００
０ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能である
ことを特徴とする、上記第１６に記載の装置。第１８
に、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下の
トルク力を精確に測定することができることを特徴とす
る、上記第１７に記載の装置。第１９に、双方向トルク
力と軸方向圧縮力を同時に測定することが可能なトルク
測定装置であって、基礎固定された支持部材に接続され
たハブと、双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力の両方
を受ける外側リムと、外側リムとハブを接続し、外側リ
ムに働く双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力の両方に
応答する複数のスポークと、双方向の回転トルク力と軸
方向圧縮力によって生じた表面ひずみに応答するように
スポークに固定されたひずみ応答手段とを備えることを
特徴とする、トルク測定装置。第２０に、スポークが、
トルク力を支えることができる弱い軸と、軸方向圧縮力
を支えることができる強い軸を有することを特徴とす
る、上記第１９に記載の装置。第２１に、トルク力より
２桁大きい圧縮力を支えることができることを特徴とす
る、上記第２０に記載の装置。第２２に、５０ｉｎ−ｌ
ｂｓ以下の双方向トルク力を精確に測定することが可能
であることを特徴とする、上記第２１に記載の装置。第
２３に、４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えるこ
とが可能であることを特徴とする、上記第２２に記載の
装置。第２４に、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−
ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することができるこ
とを特徴とする、上記第２３に記載の装置。第２５に、
軸方向圧縮力下で第一の金型要素と第一の金型要素に対
して振動・回転することよって双方向トルク力を試料に
伝えるための第二の金型要素の間に収納された試料に加
えられた双方向トルク力と軸方向圧縮力を同時に測定す
るためのトランスデューサにおいて、基礎固定された支
持部材に接続されるハブと、第一の金型要素に接続され
る外側リムと、外側リムとハブとを接続し、振動・回転
力、および軸方向圧縮力に応答する複数のスポークと、
双方向トルク力と軸方向圧縮力によって生じた表面ひず
みに応答するようにスポークに固定されたひずみ応答手
段とを備えることを特徴とする、トランスデューサ。First, a transducer for use in a torque measurement device responsive to torque and axial compression applied to the device by a drive element, comprising: a hub; an outer rim;
A plurality of spokes connecting the outer rim and the hub and responding to torque and axial compressive forces on the torque measuring device;
A strain responsive means fixed to the spokes to respond to surface strains generated in the spokes by the torque force. Secondly, the transducer according to the first aspect, characterized in that the hub is base-fixed to the support member.
Third, the transducer according to claim 2, wherein the outer rim is connected to the mold element. Fourth, the transducer according to the third feature, which can support the compressive force two orders of magnitude greater than the torque force. Fifth, it is possible to accurately measure a torque force of 50 in-lbs or less, and 4000
A transducer according to claim 4, characterized in that it is capable of withstanding an axial compression force of up to lbs.
Sixth, the transducer according to the fifth feature, which can accurately measure a torque force of 0.5 in-lbs or more and 10 in-lbs or less. Seventh,
A torque measuring device for measuring a bidirectional torque force applied to a mold element from a vibrating / rotating drive element, comprising: a hub connected to a support member fixed to a foundation; and an outer rim connected to the mold element. And a plurality of spokes connecting the outer rim and the hub to respond to vibration / rotational forces and capable of applying a bidirectional torque force, and spokes to respond to surface strain generated there by the bidirectional torque force. A torque response device fixed to the torque measurement device. Eighth, the seventh aspect is characterized in that it can support an axial compressive force two orders of magnitude greater than the bidirectional torque force.
An apparatus according to claim 1. Ninth, the device according to the eighth, wherein the bidirectional torque force of 50 in-lbs or less can be accurately measured. Tenth, 0.5in
The apparatus according to the ninth aspect, wherein a torque force of not less than −lbs and not more than 10 in-lbs can be accurately measured. Eleventh, the apparatus according to the tenth aspect, wherein the strain responsive means secured to the spokes is further responsive to surface strain caused by the axial compressive force. Twelfth, the eleventh aspect is characterized in that it can withstand an axial compression force of up to 4000 lbs.
An apparatus according to claim 1. Thirteenth, a torque measuring device capable of simultaneously measuring a torque force and an axial compression force, the hub being connected to a base-fixed support member, and receiving both the torque force and the axial compression force An outer rim, a plurality of spokes connecting the outer rim and the hub and responding to both torque and axial compressive forces acting on the outer rim, and responding to surface strain caused by the torque and axial compressive forces; A torque measuring device comprising: a strain responsive means fixed to a spoke. Fourteenth, the apparatus according to the thirteenth, wherein the spoke has a weak axis capable of supporting a torque force and a strong axis capable of supporting an axial compressive force. Fifteenth, the device according to the fourteenth, characterized in that the device can support a compressive force two orders of magnitude greater than the torque force. Sixteenth, the device according to the fifteenth feature, wherein a torque force of 50 in-lbs or less can be accurately measured. Seventeenth, 400
The device according to claim 16, wherein the device is capable of withstanding an axial compression force of up to 0 lbs. Eighteenth
18. The apparatus according to the above item 17, wherein a torque force of 0.5 in-lbs or more and 10 in-lbs or less can be accurately measured. Nineteenth, a torque measuring device capable of simultaneously measuring a bidirectional torque force and an axial compression force, comprising: a hub connected to a support member fixed to a foundation; An outer rim that receives both compressive forces, a plurality of spokes that connect the outer rim and the hub and that respond to both bidirectional rotational torque and axial compressive forces acting on the outer rim, and a bidirectional rotational torque A torque response device fixed to the spokes so as to respond to a surface strain caused by an axial compressive force. Twenty, spokes
20. The apparatus according to claim 19, characterized by having a weak axis capable of supporting a torque force and a strong axis capable of supporting an axial compressive force. Twenty-first, the device according to the twentieth, characterized in that the device can support a compressive force two orders of magnitude greater than the torque force. 22nd, 50 in-l
22. The apparatus according to the above item 21, wherein it is possible to accurately measure a bidirectional torque force of bs or less. 23. The apparatus according to claim 22, wherein the apparatus is capable of withstanding an axial compression force of up to 4000 lbs. Twenty-fourth, at least 0.5 in-lbs and 10 in-
The apparatus according to the above item 23, wherein a torque force of 1 lb or less can be accurately measured. Twenty-fifth,
Housed between the first mold element and the second mold element for transmitting bidirectional torque force to the sample by vibrating and rotating with respect to the first mold element under the axial compression force In a transducer for simultaneously measuring bidirectional torque force and axial compression force applied to a sample, a hub connected to a base fixed support member, an outer rim connected to a first mold element, A plurality of spokes connecting the outer rim and the hub and responding to vibration / rotational forces, and axial compressive forces;
A transducer, comprising: strain responsive means secured to spokes to respond to surface strain caused by bidirectional torque force and axial compressive force.
【００１２】また、上記およびその他の目的を達成する
ために、本発明は、トルク測定のための装置であって、
ハブと、外側リムと、外側リムとハブを接続する複数個
のスポークとを備えており、スポークが、装置にかかる
トルク力と軸方向圧縮力に応答し、トルク力によって生
じた表面ひずみに応答するようにひずみ応答手段がスポ
ークに固定されていることを特徴とする装置を提供す
る。装置はさらに、回転・振動駆動要素によって装置に
かかる双方向トルクを測定することができる。装置はさ
らに、トルク力より数桁大きい軸方向圧縮力に耐えてそ
の軸方向圧縮力を測定することができる。より具体的な
手段として、以下の第１〜２５の手段を提案するもので
ある。According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring torque, comprising:
A hub, an outer rim, and a plurality of spokes connecting the outer rim to the hub, the spokes responding to torque and axial compressive forces on the device and responding to surface strain caused by the torque force The strain responsive means is secured to the spokes. The device can further measure the bidirectional torque on the device by means of a rotating and oscillating drive element. The device can also withstand and measure axial compressive forces several orders of magnitude greater than the torque force. As more specific means, the following first to 25th means are proposed.
【００１３】第１の手段として、駆動要素によって装置
にかかるトルク力と軸方向圧縮力に応答するトルク測定
装置に用いるものであって、ハブと、外側リムと、前記
外側リムと前記ハブを接続する複数個のスポークであっ
て、該スポークが前記トルク測定装置にかかるトルク力
と軸方向圧縮力とに応答するスポークと、前記トルク力
によって前記スポークに生じた表面ひずみに応答するよ
うに該スポークに固定されたひずみ応答手段とを備える
ことを特徴とするトランスデューサを提案する。第２の
手段として、第１の手段に加えて、前記ハブが支持部材
に基礎固定されていることを提案する。第３の手段とし
て、第２の手段に加えて、前記外側リムが金型要素に接
続されていることを提案する。第４の手段として、第３
の手段に加えて、前記トルク力より２桁大きい前記圧縮
力を支えることができることを提案する。第５の手段と
して、第４の手段に加えて、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下のト
ルク力を精確に測定することが可能であり、また４００
０ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能である
ことを提案する。第６の手段として、第５の手段に加え
て、０．５ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下の
トルク力を精確に測定することができること提案する。
第７の手段として、振動・回転する駆動要素から金型要
素に加えられた双方向トルク力を測定する装置であっ
て、基礎固定された支持部材に接続されたハブと、金型
要素に接続された外側リムと、前記外側リムと前記ハブ
を接続する複数個のスポークであって、前記スポークに
双方向トルク力をかけることができる前記振動・回転力
に応答するスポークと、前記双方向トルク力によってそ
こに生じた表面ひずみに応答するように前記スポークに
固定されたひずみ応答手段とを備えることを特徴とする
装置を提案する。第８の手段として、第７の手段に加え
て、前記双方向トルク力より２桁大きい軸方向圧縮力を
支えることができること提案する。第９の手段として、
第８の手段に加えて、５０ｉｎ−ｌｂｓ以下の双方向ト
ルク力を精確に測定することが可能であることを提案す
る。第１０の手段として、第９の手段に加えて、０．５
ｉｎ−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を
精確に測定することができることを提案する。第１１の
手段として、第１０の手段に加えて、前記スポークに固
定された前記ひずみ応答手段がさらに、前記軸方向圧縮
力によって生じた表面ひずみに応答することを提案す
る。第１２の手段として、第１１の手段に加えて、４０
００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えることが可能であ
ることを提案する。第１３の手段として、トルク力と軸
方向圧縮力を同時に測定することが可能な装置であっ
て、基礎固定された支持部材に接続されたハブと、トル
ク力と軸方向圧縮力の両方を受ける外側リムと、前記外
側リムと前記ハブを接続する複数個のスポークであっ
て、前記外側リムに働く前記トルク力と前記軸方向圧縮
力の両方に応答するスポークと、前記トルク力と前記軸
方向圧縮力によってそこに生じた表面ひずみに応答する
ように前記スポークに固定されたひずみ応答手段とを備
えることを特徴とする装置を提案する。第１４の手段と
して、第１３の手段に加えて、前記スポークが前記トル
ク力を支えることができる弱い軸と、前記軸方向圧縮力
を支えることができる強い軸を有することを提案する。
第１５の手段として、第１４の手段に加えて、トルク力
より２桁大きい圧縮力を支えることができることを提案
する。第１６の手段として、第１５の手段に加えて、５
０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することが
可能であることを提案する。第１７の手段として、第１
６の手段に加えて、４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力
に耐えることが可能であることを提案する。第１８の手
段として、第１７の手段に加えて、０．５ｉｎ−ｌｂｓ
以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定す
ることができることを提案する。第１９の手段として、
双方向トルク力と軸方向圧縮力を同時に測定することが
可能な装置であって、基礎固定された支持部材に接続さ
れたハブと、双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力の両
方を受ける外側リムと、前記外側リムと前記ハブを接続
する複数個のスポークであって、前記外側リムに働く前
記双方向の回転トルク力と前記軸方向圧縮力の両方に応
答するスポークと、前記双方向の回転トルク力と前記軸
方向圧縮力によってそこに生じた表面ひずみに応答する
ように前記スポークに固定されたひずみ応答手段とを備
えることを特徴とする装置を提案する。第２０の手段と
して、第１９の手段に加えて、前記スポークが前記トル
ク力を支えることができる弱い軸と、前記軸方向圧縮力
を支えることができる強い軸を有することを提案する。
第２１の手段として、第２０の手段に加えて、トルク力
より２桁大きい圧縮力を支えることができることを提案
する。第２２の手段として、第２１の手段に加えて、５
０ｉｎ−ｌｂｓ以下の双方向トルク力を精確に測定する
ことが可能であることを提案する。第２３の手段とし
て、第２２の手段に加えて、４０００ｌｂｓまでの軸方
向圧縮力に耐えることが可能であることを提案する。第
２４の手段として、第２３の手段に加えて、０．５ｉｎ
−ｌｂｓ以上で１０ｉｎ−ｌｂｓ以下のトルク力を精確
に測定することができることを提案する。第２５の手段
として、試料に加えられた双方向トルク力と軸方向圧縮
力を同時に測定するためのトランスデューサにおいて、
前記試料が軸方向圧縮力下で第一の金型要素と第二の金
型要素の間に収納されており、前記第二の金型要素が前
記第一の金型要素に対して振動・回転し、それによって
双方向トルク力を前記試料に伝えるのであって、基礎固
定された支持部材に接続されたハブと、第一の金型要素
に接続された外側リムであって、前記第一の金型要素
が、前記第二の金型要素によって前記試料にかかる振動
・回転力、および軸方向圧縮力に応答する外側リムと、
前記外側リムと前記ハブを接続する複数個のスポークで
あって、前記振動・回転力、および前記軸方向圧縮力に
応答するスポークと、前記双方向トルク力と前記軸方向
圧縮力によってそこに生じた表面ひずみに応答するよう
に前記スポークに固定されたひずみ応答手段とを備える
ことを特徴とするトランスデューサを提案する。As a first means, the present invention is used for a torque measuring device which responds to a torque force applied to the device and an axial compression force by a driving element, and connects a hub, an outer rim, and the outer rim to the hub. A plurality of spokes, the spokes responding to a torque force applied to the torque measuring device and an axial compression force, and the spokes responding to a surface strain generated on the spokes by the torque force. And a strain response means fixed to the transducer. As a second means, in addition to the first means, it is proposed that the hub is fixedly mounted on a support member. As a third measure, it is proposed in addition to the second measure that the outer rim is connected to a mold element. As a fourth means, the third
In addition to the above measures, it is proposed that the compression force can be supported by two orders of magnitude larger than the torque force. As a fifth means, in addition to the fourth means, it is possible to accurately measure a torque force of 50 in-lbs or less.
We propose that it is possible to withstand axial compression forces up to 0 lbs. As a sixth means, in addition to the fifth means, it is proposed that a torque force of not less than 0.5 in-lbs and not more than 10 in-lbs can be accurately measured.
Seventh means is a device for measuring a bidirectional torque force applied to a mold element from a vibrating / rotating drive element, comprising a hub connected to a support member fixed to a foundation, and a hub connected to the mold element. An outer rim, a plurality of spokes connecting the outer rim and the hub, the spokes being responsive to the vibration / rotational force capable of applying a bidirectional torque force to the spokes, and the bidirectional torque A strain responsive means fixed to said spokes so as to respond to surface strains generated thereon by force. As an eighth means, in addition to the seventh means, it is proposed that an axial compressive force two orders of magnitude larger than the bidirectional torque force can be supported. As a ninth means,
In addition to the eighth means, it is proposed that a bidirectional torque force of 50 in-lbs or less can be accurately measured. As a tenth means, in addition to the ninth means, 0.5
It is proposed that a torque force of not less than in-lbs and not more than 10 in-lbs can be accurately measured. As an eleventh means, in addition to the tenth means, it is proposed that the strain responsive means fixed to the spoke further respond to a surface strain caused by the axial compressive force. As a twelfth means, in addition to the eleventh means, 40
We propose that it is possible to withstand axial compression forces up to 00 lbs. As a thirteenth means, a device capable of simultaneously measuring the torque force and the axial compression force, wherein the hub is connected to a support member fixed to a foundation, and receives both the torque force and the axial compression force. An outer rim, a plurality of spokes connecting the outer rim and the hub, the spokes responding to both the torque force and the axial compression force acting on the outer rim; A strain-response means fixed to said spokes so as to respond to surface strains generated thereon by compressive forces. As a fourteenth means, in addition to the thirteenth means, it is proposed that the spoke has a weak axis capable of supporting the torque force and a strong axis capable of supporting the axial compression force.
As a fifteenth means, in addition to the fourteenth means, it is proposed that a compressive force two orders of magnitude greater than the torque force can be supported. As a sixteenth means, in addition to the fifteenth means, 5
It is proposed that a torque force of 0 in-lbs or less can be accurately measured. As a seventeenth means, the first
It is proposed that in addition to the measures of 6, it is possible to withstand axial compressive forces of up to 4000 lbs. As an eighteenth means, in addition to the seventeenth means, 0.5 in-lbs
As described above, it is proposed that a torque force of 10 in-lbs or less can be accurately measured. As a nineteenth means,
A device capable of simultaneously measuring a bidirectional torque force and an axial compression force, wherein the hub is connected to a support member fixed to a foundation and receives both a bidirectional rotational torque force and an axial compression force. An outer rim, and a plurality of spokes connecting the outer rim and the hub, the spokes being responsive to both the bidirectional rotational torque force and the axial compression force acting on the outer rim; And a strain responsive means fixed to said spokes so as to respond to the surface torque generated therein by said rotational torque force and said axial compression force. As a twentieth means, in addition to the nineteenth means, it is proposed that the spoke has a weak axis capable of supporting the torque force and a strong axis capable of supporting the axial compression force.
As a twenty-first means, in addition to the twentieth means, it is proposed that a compressive force that is two orders of magnitude larger than the torque force can be supported. As a twenty-second means, in addition to the twenty-first means, 5
We propose that it is possible to accurately measure bidirectional torque forces below 0 in-lbs. As a twenty-third means, it is proposed that in addition to the twenty-second means, it is possible to withstand an axial compression force of up to 4000 lbs. As a twenty-fourth means, in addition to the twenty-third means, 0.5 in
It is proposed that a torque force of not less than -lbs and not more than 10 in-lbs can be accurately measured. As a twenty-fifth means, in a transducer for simultaneously measuring a bidirectional torque force and an axial compression force applied to a sample,
The sample is housed between a first mold element and a second mold element under an axial compressive force, and the second mold element vibrates with respect to the first mold element. A hub connected to a base-fixed support member and an outer rim connected to a first mold element, wherein the hub rotates and thereby transmits a bidirectional torque force to the sample. An outer rim, wherein the outer rim responds to vibration / rotational force applied to the sample by the second mold element, and axial compression force;
A plurality of spokes connecting the outer rim and the hub, the spokes responsive to the vibration / rotational force and the axial compression force, wherein the spokes are generated by the bidirectional torque force and the axial compression force. And a strain responsive means fixed to said spokes so as to respond to said surface strain.
【００１４】[0014]
【００１５】本発明は、付属の図面を参照して、下記の
推奨実施態様の説明を読むことによってよりよく理解さ
れよう。なお、以下に本発明を本明細書の実施態様と推
奨実施態様において説明するが、本発明はそれに限定さ
れるものではない。以下に示す実施態様は開示を目的と
して選択されたものであり、これらの実施態様に対し
て、本発明の精神と範囲を逸脱することのない変更と修
正を加えることもできる。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood by reading the following description of a preferred embodiment, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. In the following, the present invention will be described with reference to embodiments and recommended embodiments of the present specification, but the present invention is not limited thereto. The following embodiments have been selected for the purpose of disclosure, and changes and modifications may be made to these embodiments without departing from the spirit and scope of the invention.
【００１６】本発明に係るトランスデューサは、精確な
低トルク測定が所望される他の分野にも使用できるが、
本明細書中に記載されている本発明の推奨実施態様で
は、本発明を粘弾性物質の試料試験に利用している。粘
弾性物質には、完全に弾性でもなく完全にニュートン流
体でもないが、弾性固体の特性の一部と流体の特性の一
部を有する物質が含まれる。粘弾性物質に働く力の反応
を測定することによって、粘弾性物質のレオロジー的性
質を決定することができる。しかしながら、当業者にと
って、本発明が、精確な低トルク測定を所望する他の分
野にも使用できることは自明であろう。The transducer according to the invention can also be used in other fields where accurate low torque measurements are desired,
The preferred embodiments of the present invention described herein utilize the present invention for sample testing of viscoelastic materials. Viscoelastic materials include those materials that are neither completely elastic nor completely Newtonian fluid, but have some of the properties of an elastic solid and some of the properties of a fluid. By measuring the response of a force acting on a viscoelastic material, the rheological properties of the viscoelastic material can be determined. However, it will be apparent to one skilled in the art that the present invention can be used in other fields where accurate low torque measurements are desired.
【００１７】本発明に係るトランスデューサは、試料が
せん断力を受けるような多くの種類のゴム処理機器、特
に、ラバープロセス分析器（ＲＰＡｓ）、ムーニー粘度
計、レオメーター、および最小トルク力を精確に測定し
なければならないと同時に、トルク力より数桁大きい軸
方向圧縮力に耐えてその軸方向圧縮力を測定しなければ
ならない他のレオロジー試験機器に使用することができ
る。The transducer according to the present invention accurately measures many types of rubber processing equipment in which the sample is subjected to shear forces, especially rubber process analyzers (RPAs), Mooney viscometers, rheometers, and minimum torque forces. While it must be measured, it can be used in other rheological test equipment that must withstand and measure an axial compression force several orders of magnitude greater than the torque force.
【００１８】図１は、本発明によるトランスデューサの
斜視図である。図２は、本発明によるトランスデューサ
の平面図である。図３は、本発明によるトランスデュー
サの底面図である。図４は、図３の線５−５に沿ったト
ランスデューサの断面図である。図５は、本発明による
トランスデューサを用いるトルク測定装置の正面図であ
る。この装置は、試料のレオロジー的性質を決定するた
めの、試料にかかるトルクと軸方向圧縮力の両方の測定
に使用されるものである。図６は、図５の装置の一部縦
断面図である。FIG. 1 is a perspective view of a transducer according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of a transducer according to the present invention. FIG. 3 is a bottom view of a transducer according to the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of the transducer taken along line 5-5 of FIG. FIG. 5 is a front view of a torque measuring device using the transducer according to the present invention. This device is used to measure both the torque and the axial compression force on a sample to determine the rheological properties of the sample. FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view of the apparatus of FIG.
【００１９】図１から図４に示した本発明によるトルク
測定のためのトランスデューサ４０は、ハブ４２と、外
側リム４４と、外側リム４４とハブ４２とを相互接続す
る複数個のスポーク４６とを備えている。本発明のトラ
ンスデューサ４０は、中心穴４３を有するハブ４２と、
外側リム４４とを備えており、これらハブと外側リム
は、複数個のスポーク４６によって相互接続されてい
る。The transducer 40 for torque measurement according to the present invention, shown in FIGS. 1-4, comprises a hub 42, an outer rim 44, and a plurality of spokes 46 interconnecting the outer rim 44 and the hub 42. Have. The transducer 40 of the present invention includes a hub 42 having a center hole 43,
An outer rim 44 is provided, the hub and the outer rim being interconnected by a plurality of spokes 46.
【００２０】スポーク４６の表面には、トルク力によっ
てスポークに生じた表面ひずみに応答するひずみ応答手
段としてストレンゲージ４８が取り付けられ、トルクと
軸方向圧縮力に関する情報がトランスデューサ４０に取
り付けられたデータケーブル５０によってトランスデュ
ーサから外部に伝達される。A strain gauge 48 is attached to the surface of the spoke 46 as a strain response means for responding to a surface strain generated on the spoke by the torque force. A data cable attached to the transducer 40 is provided with information on torque and axial compression force. It is transmitted from the transducer to the outside by 50.
【００２１】本発明の推奨実施態様によれば、ハブ４２
は、ハブ４２を回転静止状態に維持するために支持要素
（後述する上部クロスヘッドに接続されたトランスデュ
ーサマウント）に接続されている。外側リム４４は、第
一の上部金型要素（例えば、後述するように、続けて金
型取付フランジ３９に取り付けられているアダプタフラ
ンジ３７）に接続されており、第一の上部金型要素が、
振動・回転駆動要素（図示せず）によって駆動される第
二の下部金型要素によって加えられたトルク力と軸方向
圧縮力に応答する。この構造を利用することによって、
本発明のトランスデューサ４０は、最小トルク力を精確
に測定すると同時に、トルク力より数桁大きい軸方向圧
縮力に耐えることができる。According to a preferred embodiment of the present invention, hub 42
Is connected to a support element (transducer mount connected to the upper crosshead described below) to keep the hub 42 in a rotationally stationary state. The outer rim 44 is connected to a first upper mold element (e.g., an adapter flange 37 which is subsequently attached to a mold mounting flange 39, as described below). ,
Responsive to torque and axial compressive forces applied by a second lower mold element driven by a vibrating and rotating drive element (not shown). By using this structure,
The transducer 40 of the present invention can accurately measure the minimum torque force and at the same time withstand axial compression forces that are orders of magnitude greater than the torque force.
【００２２】また本発明のトランスデューサは、５０ｉ
ｎ−ｌｂｓまでのトルク力を精確に測定すると同時に、
４０００ｌｂｓまでの軸方向圧縮力に耐えてこの軸方向
圧縮力を測定することができるが、臨界トルク力測定範
囲は０．５と１０ｉｎ−ｌｂｓの間と考えられる。Also, the transducer of the present invention has a 50i
While accurately measuring the torque force up to n-lbs,
Although this axial compression force can be measured withstanding an axial compression force of up to 4000 lbs, the critical torque force measurement range is believed to be between 0.5 and 10 in-lbs.
【００２３】ハブ４２と外側リム４４は、常にトルク測
定装置等の試験機器に接続しておくことができるが、好
適にはボルトなどによって取り外し可能な形で、それぞ
れ支持要素と金型要素に接続し、トランスデューサ４０
が試験機器から容易に着脱できるようにする。The hub 42 and the outer rim 44 can always be connected to test equipment such as a torque measuring device, but are preferably connected to the support element and the mold element, respectively, in a detachable manner by bolts or the like. And the transducer 40
Can be easily removed from the test equipment.
【００２４】図１から図４に示したごとく、ハブ４２に
は穴５３が形成されており、それによってハブ４２を支
持要素に、ボルトによって着脱可能に取り付けることが
できる。さらに、外側リム４４には穴５２が形成されて
おり、それによって外側リム４４を上部金型要素に、ボ
ルトによって着脱可能に取り付けることができる。As shown in FIGS. 1 to 4, the hub 42 is provided with a hole 53 so that the hub 42 can be removably attached to the support element by bolts. In addition, the outer rim 44 is formed with a hole 52 so that the outer rim 44 can be removably attached to the upper mold element by bolts.
【００２５】外側リム４４を回転静止状態に保つために
支持要素に接続し、ハブ４２をそこに働くトルク力と軸
方向圧縮力に応答する上部金型要素に接続することもで
き、それでも本発明の範囲内であると理解されるものと
する。The outer rim 44 can be connected to a support element to keep it stationary in rotation, and the hub 42 can be connected to an upper mold element responsive to the torque and axial compression forces acting thereon, yet the present invention is not limited thereto. Should be understood to be within the range.
【００２６】スポーク４６の、ハブ４２および外側リム
４４への接続は、スポーク４６がトランスデューサ４０
にかかる軸方向圧縮力とトルク力に耐えるように構造的
に安定した仕方で、例えば、溶接、好適には一体物の金
属からトランスデューサを機械工作することによって行
わなければならない。さらにスポーク４６と、外側リム
４４およびハブ４２との間のかかる接続は、そこにかか
るトルクと軸方向圧縮力を繰り返し受ける中で構造上の
完全性を維持しなければならない。The connection of the spokes 46 to the hub 42 and the outer rim 44 is such that the spokes 46
This must be done in a structurally stable manner, for example by welding, preferably by machining the transducer from a single piece of metal, to withstand the axial compressive and torque forces applied to it. In addition, such connections between spokes 46 and outer rim 44 and hub 42 must maintain structural integrity during repeated torque and axial compression forces thereon.
【００２７】各スポーク４６は、トルクと軸方向圧縮力
に耐えることができればどんな構造でも採用することが
できるが、本実施態様におけるスポーク４６は、どれ
も、所定の厚さの同一長方形の部材によって形成されて
いる。各スポーク４６は、トランスデューサ４０の回転
軸５６に平行である短い外縁５４に沿って、ハブ４２と
外側リム４４に取り付けられている。他方、各スポーク
４６の長い外縁５８は、トランスデューサ４０の回転軸
５６に対して直角となっている。Each of the spokes 46 can be of any structure as long as it can withstand the torque and the axial compressive force. However, each of the spokes 46 in this embodiment is formed by the same rectangular member having a predetermined thickness. Is formed. Each spoke 46 is attached to the hub 42 and outer rim 44 along a short outer edge 54 that is parallel to the axis of rotation 56 of the transducer 40. On the other hand, the long outer edge 58 of each spoke 46 is perpendicular to the axis of rotation 56 of the transducer 40.
【００２８】この構造を利用することによって、外側リ
ム４４の回転により各スポーク４６に働く最小トルク力
は、各スポーク４６の弱い軸によって支えられていると
きに準備万端として測定することができ、外側リム４４
によって各スポークに働くより大きな軸方向圧縮力は、
各スポーク４６の強い軸によって支えられて測定するこ
とができる。したがって、この構造を利用することによ
って、本発明のトランスデューサ４０は、試料にかかる
比較的小さなトルク力を十分な感度で測定すると同時
に、試料にかかる比較的大きな軸方向圧縮力に耐えてこ
の軸方向圧縮力を測定することができる。By utilizing this structure, the minimum torque force acting on each spoke 46 due to rotation of the outer rim 44 can be measured as ready when supported by the weak axis of each spoke 46. Rim 44
The greater axial compression force acting on each spoke by
It can be measured supported by the strong axis of each spoke 46. Therefore, by utilizing this structure, the transducer 40 of the present invention measures a relatively small torque force on the sample with sufficient sensitivity while at the same time withstanding a relatively large axial compression force on the sample and The compression force can be measured.
【００２９】スポーク４６が、支えるトルク力と軸方向
圧縮力を、スポーク４６内の曲げひずみに応じて決定す
るため、スポーク４６に働くひずみに応答する適切な電
気インピーダンス手段ならどのような手段でもスポーク
に取り付けることができる。好適には、周知のストレン
ゲージ４８をスポーク４６の表面に取り付けて、トルク
力と軸方向圧縮力の両方によってそこに発生したひずみ
を測定するようにすることができる。ストレンゲージ４
８によって集められたトルク力と軸方向圧縮力に関する
情報が即時処理されてトランスデューサ４０に取り付け
られたデータケーブル５０を介してトランスデューサか
ら伝達されるように、好ましくは、ハブ４２の頂部に回
路基板６０を取り付ける。The spokes 46 determine the torque and axial compressive forces they support in accordance with the bending strain in the spokes 46, so that any suitable means of electrical impedance responsive to the strain acting on the spokes 46 may be used. Can be attached to Preferably, a well-known strain gauge 48 can be attached to the surface of the spoke 46 to measure the strain generated therein by both torque and axial compression forces. Strain gauge 4
The circuit board 60 is preferably mounted on top of the hub 42 so that the information about the torque and axial compression forces collected by the transducer 8 is immediately processed and transmitted from the transducer via a data cable 50 attached to the transducer 40. Attach.
【００３０】次に上記のトランスデューサを用いたトル
ク測定装置について説明する。Next, a torque measuring device using the above transducer will be described.
【００３１】該トルク測定装置は、従来のレオロジー試
験装置の一例として用いられるもので、図５に示すよう
に、左側垂直枠部材１１と右側垂直枠部材１２が基礎
（図示せず）によって支えられ、続いて、水平枠部材１
３を支えている。タイロッド１４，１５が、水平枠部材
を通過して、頂部において上部クロスヘッド１６に取り
付けられており、そこに上部金型ハウジング１７が取り
付けられている。上部金型ハウジングの真下に、下部金
型ハウジング１８が水平枠部材１３の上に取り付けられ
ている。The torque measuring device is used as an example of a conventional rheological test device. As shown in FIG. 5, a left vertical frame member 11 and a right vertical frame member 12 are supported by a foundation (not shown). Then, the horizontal frame member 1
3 is supported. Tie rods 14, 15 pass through the horizontal frame members and are attached to the upper crosshead 16 at the top, where the upper mold housing 17 is attached. A lower mold housing 18 is mounted on the horizontal frame member 13 directly below the upper mold housing.
【００３２】該トルク測定装置に組み込まれた駆動シス
テムとして、水平枠部材１３の下に取り付けられたサー
ボモーター１９があり、このサーボモーターは、シャフ
ト２０、偏心機構２１，軸受けハウジング２４を介した
下部金型（図示せず）への接続アーム２２と２３を介し
て下部金型へ接続されている。水平枠部材の下には、空
気圧シリンダ２７が配置されており、シャフト２６によ
って下部クロスヘッド２５に取り付けられている。空気
圧シリンダ２７は、作動すると下方に動き、それにより
上部金型ハウジング１７を下に引いて下部金型ハウジン
グ１８と接触させ、金型間に収納された試料に通常の力
を加える。As a driving system incorporated in the torque measuring device, there is a servomotor 19 mounted below the horizontal frame member 13, and the servomotor is provided with a shaft 20, an eccentric mechanism 21, and a lower part via a bearing housing 24. It is connected to the lower mold via connecting arms 22 and 23 to the mold (not shown). A pneumatic cylinder 27 is disposed below the horizontal frame member, and is attached to the lower crosshead 25 by a shaft 26. The pneumatic cylinder 27 moves downwardly when actuated, thereby pulling the upper mold housing 17 down and into contact with the lower mold housing 18, applying a normal force to the sample contained between the molds.
【００３３】図６は、図５の装置の一部縦断面図であ
り、上部金型ハウジング１７内に配置された従来技術の
上部金型組立品の細部を示している。FIG. 6 is a partial longitudinal cross-sectional view of the apparatus of FIG. 5 showing details of a prior art upper mold assembly disposed within the upper mold housing 17.
【００３４】上部金型ハウジング１７は、上部クロスヘ
ッド（図示せず）の底部に取り付けられるようになって
いる。ハウジング１７の底部には、上部密封板３１が外
側絶縁リング３２を介して取り付けられている。トラン
スデューサマウント３５は、上部クロスヘッド１６への
取り付けに適合しており、トルク／力トランスデューサ
３６の頂部にボルト止めされている。ロッド３４は、ト
ランスデューサマウント３５を通過し、下端がナット３
８によってアダプタフランジ３７に取り付けられてい
る。トルク／力トランスデューサ３６の底部は、アダプ
タフランジ３７に取り付けられ、このアダプタフランジ
は続いて金型取付フランジ３９に取り付けられている。The upper mold housing 17 is adapted to be mounted on the bottom of an upper crosshead (not shown). An upper sealing plate 31 is attached to the bottom of the housing 17 via an outer insulating ring 32. The transducer mount 35 is adapted for mounting on the upper crosshead 16 and is bolted to the top of the torque / force transducer 36. The rod 34 passes through the transducer mount 35 and the lower end is
8 attached to the adapter flange 37. The bottom of the torque / force transducer 36 is mounted on an adapter flange 37, which is in turn mounted on a mold mounting flange 39.
【００３５】この構造によると、上部金型組立品（トラ
ンスデューサを含む）は、上部クロスヘッド１６に取り
付けられ、装置全体については回転静止状態にとどま
る。しかしながら、上部金型組立品は、上下金型間に試
料を収納するために上下方向に移動可能である。According to this structure, the upper mold assembly (including the transducer) is mounted on the upper crosshead 16 and remains stationary in rotation for the entire device. However, the upper mold assembly is vertically movable to accommodate the sample between the upper and lower molds.
【００３６】当業者には周知のごとく、レオロジー試験
機器は、試料に働く振動・回転力を利用する。駆動要素
は、上部金型に、またそれによってトランスデューサに
振動・回転力をかけ、結果としてトルクが単一の回転方
向でトランスデューサにかかる。駆動要素が振動し、回
転力が反対方向に働くと、反対方向のトルクがトランス
デューサにかかり、それによってスポーク上に双方向ト
ルクが発生する。したがって、本発明のトランスデュー
サは、比較的大きな軸方向圧縮力を測定すると同時に、
試料にかかる比較的小さな双方向トルク力を測定するこ
とが可能となる。As is well known to those skilled in the art, rheological testing instruments utilize the vibrational and rotational forces acting on a sample. The drive element exerts an oscillating and rotational force on the upper mold and thereby on the transducer, resulting in torque being applied to the transducer in a single rotational direction. When the drive element vibrates and the rotational force acts in the opposite direction, an opposite torque is applied to the transducer, thereby generating a bidirectional torque on the spoke. Thus, the transducer of the present invention measures relatively large axial compressive forces while at the same time
A relatively small bidirectional torque force on the sample can be measured.
【００３７】[0037]
【００３８】上述の構造を利用することによって、本発
明のトランスデューサは、試料に働く低トルク力を精確
に測定し、同時に比較的大きな軸方向圧縮力に耐えてそ
の軸方向圧縮力を測定することができる。本発明のトラ
ンスデューサはさらに、双方向トルク力を支え、同時に
比較的大きな軸方向圧縮力に耐えてその軸方向圧縮力を
測定することができる。By utilizing the above-described structure, the transducer of the present invention accurately measures the low torque force acting on the sample, and at the same time withstands a relatively large axial compression force and measures its axial compression force. Can be. The transducer of the present invention is also capable of supporting bidirectional torque forces while simultaneously withstanding and measuring relatively large axial compression forces.
【図１】本発明によるトランスデューサの斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view of a transducer according to the present invention.
【図２】本発明によるトランスデューサの平面図であ
る。FIG. 2 is a plan view of a transducer according to the present invention.
【図３】本発明によるトランスデューサの底面図であ
る。FIG. 3 is a bottom view of a transducer according to the present invention.
【図４】図３の線５−５に沿ったトランスデューサの断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the transducer taken along line 5-5 of FIG.
【図５】本発明によるトランスデューサを用いるトルク
測定装置の正面図である。FIG. 5 is a front view of a torque measuring device using the transducer according to the present invention.
【図６】図５の装置の一部縦断面図である。FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view of the device of FIG. 5;
４０…トランスデューサ ４２…ハブ ４３…中心穴 ４４…外側リム ４６…スポーク ４８…ストレンゲージ ５０…データケーブル ５２…穴 ５３…穴 ５４…短い外縁 ５６…回転軸 ５８…長い外縁 ６０…回路基板 40 Transducer 42 Hub 43 Central hole 44 Outer rim 46 Spoke 48 Strain gauge 50 Data cable 52 Hole 53 53 Hole 54 Short outer edge 56 Rotating shaft 58 Long outer edge 60 Circuit board
Claims (25)
と軸方向圧縮力とに応答するトルク測定装置に用いるト
ランスデューサであって、 ハブと、 外側リムと、 外側リムとハブとを接続し、トルク測定装置にかかるト
ルク力と軸方向圧縮力とに応答するスポークと、 トルク力によってスポークに生じた表面ひずみに応答す
るように、スポークに固定されるひずみ応答手段とを備
えることを特徴とする、低トルクトランスデューサ。1. A transducer for use in a torque measuring device responsive to a torque force and an axial compressive force applied to the device by a driving element, comprising: connecting a hub, an outer rim, and the outer rim to the hub; A spoke responsive to a torque force and an axial compression force applied to the device; and a strain responsive means fixed to the spoke so as to respond to a surface strain generated on the spoke by the torque force. Torque transducer.
であることを特徴とする、請求項１に記載のトランスデ
ューサ。2. The transducer according to claim 1, wherein the hub is fixedly mounted on the support member.
であることを特徴とする、請求項２に記載のトランスデ
ューサ。3. The transducer according to claim 2, wherein the outer rim is connected to a mold element.
えることができることを特徴とする、請求項３に記載の
トランスデューサ。4. The transducer according to claim 3, wherein the transducer can support the compressive force two orders of magnitude greater than the torque force.
に測定することが可能であり、また４０００ｌｂｓまで
の軸方向圧縮力に耐えることが可能であることを特徴と
する、請求項４に記載のトランスデューサ。5. The method according to claim 4, wherein a torque force of 50 in-lbs or less can be measured accurately and an axial compression force of up to 4000 lbs can be withstood. Transducer.
ｂｓ以下のトルク力を精確に測定することができること
を特徴とする、請求項５に記載のトランスデューサ。6. 10 in-l at 0.5 in-lbs or more
6. The transducer according to claim 5, wherein a torque force of bs or less can be accurately measured.
加えられた双方向トルク力を測定するトルク測定装置で
あって、 基礎固定された支持部材に接続されたハブと、 金型要素に接続された外側リムと、 外側リムとハブを接続し、振動・回転力に応答し、双方
向トルク力をかけることができる複数のスポークと、 双方向トルク力によってそこに生じた表面ひずみに応答
するように、スポークに固定されたひずみ応答手段とを
備えることを特徴とする、トルク測定装置。7. A torque measuring device for measuring a bidirectional torque force applied to a mold element from an oscillating / rotating drive element, comprising: a hub connected to a support member fixed to a foundation; Connected outer rim, multiple spokes that connect outer rim and hub, respond to vibration and rotation, and can apply bidirectional torque force, and respond to surface strain caused by bidirectional torque force And a strain responsive means fixed to the spokes.
縮力を支えることができることを特徴とする、請求項７
に記載の装置。8. The method according to claim 7, wherein an axial compressive force two orders of magnitude greater than the bidirectional torque force can be supported.
An apparatus according to claim 1.
を精確に測定することが可能であることを特徴とする、
請求項８に記載の装置。9. It is possible to accurately measure a bidirectional torque force of 50 in-lbs or less.
An apparatus according to claim 8.
ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することができるこ
とを特徴とする、請求項９に記載の装置。10. 10 in- with 0.5 in-lbs or more.
The device according to claim 9, wherein a torque force of lbs or less can be accurately measured.
が、さらに、軸方向圧縮力によって生じた表面ひずみに
応答することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。11. Apparatus according to claim 10, wherein the strain responsive means fixed to the spokes is further responsive to surface strain caused by axial compressive forces.
耐えることが可能であることを特徴とする、請求項１１
に記載の装置。12. The method according to claim 11, which is capable of withstanding an axial compression force of up to 4000 lbs.
An apparatus according to claim 1.
することが可能なトルク測定装置であって、 基礎固定された支持部材に接続されたハブと、 トルク力と軸方向圧縮力の両方を受ける外側リムと、 外側リムとハブを接続し、外側リムに働くトルク力と軸
方向圧縮力の両方に応答するスポークと、 トルク力と軸方向圧縮力によって生じた表面ひずみに応
答するようにスポークに固定されたひずみ応答手段とを
備えることを特徴とする、トルク測定装置。13. A torque measuring device capable of simultaneously measuring a torque force and an axial compression force, comprising: a hub connected to a support member fixed to a foundation; A spoke that connects the outer rim to the hub and that responds to both torque and axial compression forces acting on the outer rim; and a spoke that responds to surface strain caused by the torque and axial compression forces A torque response device fixed to the torque measurement device.
できる弱い軸と、軸方向圧縮力を支えることができる強
い軸を有することを特徴とする、請求項１３の装置。14. The device according to claim 13, wherein the spokes have a weak shaft capable of supporting a torque force and a strong shaft capable of supporting an axial compressive force.
ることができることを特徴とする、請求項１４に記載の
装置。15. The device according to claim 14, characterized in that it can support a compression force two orders of magnitude greater than the torque force.
確に測定することが可能であることを特徴とする、請求
項１５に記載の装置。16. The apparatus according to claim 15, wherein a torque force of 50 in-lbs or less can be accurately measured.
耐えることが可能であることを特徴とする、請求項１６
に記載の装置。17. The method according to claim 16, characterized in that it can withstand axial compression forces of up to 4000 lbs.
An apparatus according to claim 1.
ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することができるこ
とを特徴とする、請求項１７に記載の装置。18. The method of claim 10, wherein at least 0.5 in-lbs and 10 in-lbs.
18. The device according to claim 17, wherein a torque force of lbs or less can be measured accurately.
に測定することが可能なトルク測定装置であって、 基礎固定された支持部材に接続されたハブと、 双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力の両方を受ける外
側リムと、 外側リムとハブを接続し、外側リムに働く双方向の回転
トルク力と軸方向圧縮力の両方に応答するスポークと、 双方向の回転トルク力と軸方向圧縮力によって生じた表
面ひずみに応答するようにスポークに固定されたひずみ
応答手段とを備えることを特徴とする、トルク測定装
置。19. A torque measuring device capable of simultaneously measuring a bidirectional torque force and an axial compression force, comprising: a hub connected to a support member fixed to a foundation; An outer rim that receives both directional compressive forces; a spoke that connects the outer rim and the hub and responds to both bidirectional rotational torque and axial compressive forces acting on the outer rim; and a bidirectional rotational torque and shaft A torque response device fixed to the spokes so as to respond to a surface strain caused by the directional compression force.
できる弱い軸と、軸方向圧縮力を支えることができる強
い軸を有することを特徴とする、請求項１９に記載の装
置。20. The device according to claim 19, wherein the spoke has a weak shaft capable of supporting a torque force and a strong shaft capable of supporting an axial compressive force.
ることができることを特徴とする、請求項２０に記載の
装置。21. The device according to claim 20, characterized in that it can support a compressive force two orders of magnitude greater than the torque force.
力を精確に測定することが可能であることを特徴とす
る、請求項２１に記載の装置。22. The apparatus according to claim 21, wherein a bidirectional torque force of 50 in-lbs or less can be accurately measured.
耐えることが可能であることを特徴とする、請求項２２
に記載の装置。23. The method according to claim 22, which is capable of withstanding axial compression forces of up to 4000 lbs.
An apparatus according to claim 1.
ｌｂｓ以下のトルク力を精確に測定することができるこ
とを特徴とする、請求項２３に記載の装置。24. 10 in- with 0.5 in-lbs or more.
24. The device according to claim 23, wherein a torque force of lbs or less can be accurately measured.
一の金型要素に対して振動・回転することよって双方向
トルク力を試料に伝えるための第二の金型要素の間に収
納された試料に加えられた双方向トルク力と軸方向圧縮
力を同時に測定するためのトランスデューサにおいて、 基礎固定された支持部材に接続されるハブと、 第一の金型要素に接続される外側リムと、 外側リムとハブとを接続し、振動・回転力、および軸方
向圧縮力に応答するスポークと、 双方向トルク力と軸方向圧縮力によって生じた表面ひず
みに応答するようにスポークに固定されたひずみ応答手
段とを備えることを特徴とする、トランスデューサ。25. A second mold element for transmitting a bidirectional torque force to a sample by vibrating and rotating with respect to the first mold element and the first mold element under an axial compressive force. A transducer for simultaneously measuring a bidirectional torque force and an axial compressive force applied to a sample housed therebetween, wherein the hub is connected to a base-fixed support member, and the hub is connected to a first mold element. The outer rim connects the outer rim to the hub, and the spoke responds to vibration / rotational force and axial compressive force, and the spoke responds to surface strain caused by bidirectional torque force and axial compressive force. And a strain responsive means fixed to the transducer.
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