JP2003028739A

JP2003028739A - 駆動系

Info

Publication number: JP2003028739A
Application number: JP2001211303A
Authority: JP
Inventors: Mutsumi Sunahata; 睦巳砂畠; 史朗 ▲高▼田; Shiro Takada; Satoshi Kurita; 聡栗田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2003-01-29

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】伝達トルクを検出してトルクフィードバック
制御を行うようにした駆動系のトルクを検出するトルク
センサーを、駆動系の種類別に専用のものを作る必要の
ないよう考慮する。【解決手段】駆動系９から入力されたトルクを出力側に
伝達するギヤ伝導機構１３をギヤボックス１２内に収納
してなる伝動装置１１を備え、この伝動装置１１のギヤ
伝導機構１３に、トルクを検出するトルクセンサー１０
を組み込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、トルクフ
ィードバック制御を行う駆動系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は撹拌機７１を示しており、該撹拌
機７１は、撹拌装置７２と、この撹拌装置７２を駆動す
る駆動系７３とから主構成されている。撹拌装置７２
は、撹拌槽７４と、この撹拌槽７４内に上方から挿入状
とされていて上下方向の軸心回りに回転自在な回転軸７
５の下端側に設けられた撹拌部材７６とを備えており、
回転軸７５を軸心回りに回転駆動させることで撹拌部材
７６が回転し、撹拌槽７４内の内容物を撹拌するように
したものである。

【０００３】駆動系７３は、フィードバック制御によっ
て所定のトルクで前記回転軸７５を回転させるようにト
ルク制御を行うようにしたものであって、ギヤードモー
タ７７と、該モータ７７のドライバー７８と、前記回転
軸７５と、この回転軸７５のトルクを検出するトルクセ
ンサー７９と、該トルクセンサー７９からの信号を処理
する信号処理器８０とを有する。ギヤードモータ７７
は、駆動源である電動機８１と、減速機８２とから構成
され、電動機８１から出力されるトルクが、減速機８２
により減速されて出力軸８３に伝達される。

【０００４】このギヤードモータ７７の出力軸８３は、
前記回転軸７５に軸継手８４を介して動力伝動可能に連
結され、この回転軸７５の上部に、該回転軸７５のトル
クを検出するトルクセンサー７９が設けられている。こ
のトルクセンサー７９からの検出信号は信号処理器８０
にフィードバックされ、ここで該検出信号が目標値（制
御しようとする希望のトルクに対応した値）と比較さ
れ、目標値と検出値との偏差が動作信号としてドライバ
ー７８に出力される。

【０００５】そして、この動作信号に基づいてドライバ
ー７８から出力される指令信号によって電動機８１のパ
ワーが制御されて（電源から電動機８１に送られる電流
値がドライバー７８から指令されて）トルクが制御され
るようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、トル
クセンサー７９を使用して、駆動系７３のトルクフィー
ドバック制御を行う場合、トルクロス又は過度応答を考
慮すると、駆動系７３の末端側、すなわち、ワーク（仕
事、図例のものでは撹拌）をする側にトルクセンサー７
９を取り付ける方が、より正確にトルクを検出できるの
で、通常は、前述したように、撹拌部材７６を回転させ
る回転軸７５にトルクセンサー７９が取り付けられる。

【０００７】しかしながら、トルクフィードバック制御
を行うようにした駆動系７３は、その他の機械（例え
ば、シート巻き取り機、押出機等）にも採用され、前記
構造のものでは、駆動系７３の種類ごとに専用のトルク
センサーが必要とされる。そこで、本発明は、前記問題
点に鑑みて、駆動系の種類別に専用のトルクセンサーを
作る必要のない駆動系を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明が技術的課題を解
決するために講じた技術的手段は、駆動源から入力され
たトルクを出力側に伝達するギヤ伝動機構をギヤボック
ス内に収納してなる伝動装置を備え、この伝動装置のギ
ヤ伝動機構に、トルクを検出するトルクセンサーを組み
込んだことを特徴とする。また、他の技術的手段は、駆
動源である電動機と、変速機とを備え、変速機はギヤボ
ックス内に、電動機から入力されたトルクを出力軸に変
速して伝達するギヤ変速機構を収納してなり、このギヤ
変速機構に、トルクを検出するトルクセンサーを組み込
んだことを特徴とする。

【０００９】また、トルクセンサーが磁歪式のトルクセ
ンサーで構成されているものにあっては、ギヤ変速機構
のトルクを伝達する伝動軸のうち、電動機からのトルク
を入力する入力軸以外の伝動軸にトルクセンサーを組み
付けるのがよい。また、変速機が減速機によって構成さ
れているものにあっては、減速して伝達されたトルクを
出力する出力軸側にトルクセンサーを組み付けるのがよ
い。また、他の技術的手段は、駆動源からのトルクを変
速して伝達するベルト巻き掛け伝動装置からなる減速機
を備え、この減速機のプーリーにトルクセンサーを組み
付けたことを特徴とする。

【００１０】また、他の技術的手段は、駆動源からのト
ルクを伝達する軸継手を備え、この軸継手にトルクセン
サーを組み付けたことを特徴とする。また、トルクセン
サーからの検出信号を駆動源のドライバーにフィードバ
ックさせ、このドライバーで目標値と検出値とを比較
し、この目標値と検出値との偏差に基づいてドライバー
から出力される指令信号によって駆動源を制御すること
でトルクフィードバック制御を行うようにするのがよ
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１〜図４は第１の実施の形態を
示しており、図４において、１は撹拌機を示しており、
この撹拌機１は、撹拌装置２（被駆動系、ワーク側）
と、駆動系３とから主構成されている。撹拌装置２は、
撹拌槽４と、この撹拌槽４内に上方から挿入状とされて
いて上下方向の軸心回りに回転自在な回転軸５の下端側
に設けられた撹拌部材６とを備えており、回転軸５を軸
心回りに回転駆動させることで撹拌部材６が回転し、撹
拌槽４内の内容物を撹拌するようにしたものである。

【００１２】駆動系３は、フィードバック制御によって
所定のトルクで回転軸５を回転させるようにトルク制御
を行うようにしたものであって、ギヤードモータ７と、
該モータ７のドライバ８ーと、前記回転軸５とで主構成
される。ギヤードモータ７は、電動機９（駆動源）と、
トルクセンサー１０を内蔵した減速機１１（伝動装置、
変速機）とから主構成されている。減速機１１は、電動
機９からのトルクを減速して出力するものであり、ギヤ
ボックス１２内にギヤ減速機構１３（ギヤ伝動機構、ギ
ヤ変速機構）を収納してなり、電動機９の出力側に固定
されている。

【００１３】ギヤ減速機構１３は、図１に示すように、
トルクを伝達する複数の伝動軸１４，１５，１６，１７
を備えており、これら伝動軸１４，１５，１６，１７は
ギヤボックス１２に軸心回りに回転自在に支持されてい
る。ギヤボックス１２の一側に位置する伝動軸１４は、
電動機９の出力軸１８にキー結合（又はスプライン結合
等）によって連結されていて、電動機９から出力される
トルクを減速機１１のギヤボックス１２内に入力する入
力軸とされている。また、この入力軸１４から軸心方向
に直交する方向に離間した位置にある伝動軸１５は、ギ
ヤボックス１２から突出されていて、ギヤボックス１２
から外部に、減速されたトルクを出力する出力軸とされ
ており、該出力軸１５は、回転軸５にカップリング等の
軸継手１９を介して動力伝達可能に連結されている。

【００１４】なお、軸継手１９は、出力軸１５又は回転
軸５に、キー結合又はスプライン結合等によって連結さ
れる。入力軸１４と出力軸１５との間に配置された伝動
軸１６の軸心方向一端側には大径ギヤ２０が設けられ、
他端側には小径ギヤ２１が設けられ、大径ギヤ２０は、
入力軸１４の軸心方向一端側に設けられた小径ギヤ２２
に噛合している。また、他の伝動軸１７は、中空軸によ
って構成されていて、出力軸１５に同心状に套嵌されて
おり、該伝動軸１７の軸心方向一端側は、出力軸１５に
スプライン結合（又は、キー結合等）によって動力伝達
可能に連結され、他端側は、ブシュ等の軸受２３を介し
て、出力軸１５に相対回転自在に支持されている。

【００１５】また、この伝動軸１７の他端側には、前記
伝動軸１６の小径ギヤ２１に噛合する大径ギヤ２４が設
けられている。したがって、電動機９から入力軸１４に
伝達されたトルクは、小径ギヤ２２と大径ギヤ２０との
咬み合いによって減速されて伝動軸１６に伝達され、こ
の伝動軸１６に伝達されたトルクは、小径ギヤ２１と大
径ギヤ２４との咬み合いによって減速されて伝動軸１７
に伝達され、この伝動軸１７に伝達されたトルクは、出
力軸１５に同速で伝達される。

【００１６】減速機１１に内蔵されたトルクセンサー１
０は、磁歪式トルクセンサーであり、図２及び図３に示
すように、前記伝動軸１７によって構成されたセンサ軸
１７と、このセンサ軸１７に套嵌されるコイルボビン２
６と、このコイルボビン２６に巻回されるコイル２７
Ａ，２７Ｂ，２８Ａ，２８Ｂと、このコイル２７Ａ，２
７Ｂ，２８Ａ，２８Ｂの外周側を覆うシールドヨーク２
９と、アンプ基板３０とを備えている。センサ軸１７
は、ニッケル、コバルト等の磁歪材料又は該磁歪材料を
含んだ材料によって形成され、該センサ軸１７の外周面
には、軸心方向一対の磁気異方性部３１Ａ，３１Ｂが設
けられており、この磁気異方性部３１Ａ，３１Ｂは、セ
ンサ軸１７の外周面に多数の溝を平行に加工する（転造
する）ことで構成され、一方の磁気異方性部３１Ａの溝
は、センサ軸１７の軸心に対して＋４５°の方向に形成
され、他方の磁気異方性部３１Ｂの溝は、センサ軸１７
の軸心に対して−４５°の方向に形成されている。

【００１７】したがって、センサ軸１７に磁場を与え、
この状態で、センサ軸１７にトルクが印加されると、磁
気異方性部３１Ａ，３１Ｂの一方に引張応力、他方に圧
縮応力が選択的に働き、その結果、逆磁歪効果によっ
て、引張応力が作用する磁気異方性部３１Ａ，３１Ｂの
透磁率が増加し、圧縮応力が作用する磁気異方性部３１
Ａ，３１Ｂの透磁率が減少するようになっている。ま
た、センサ軸１７の、各磁気異方性部３１Ａ，３１Ｂの
軸心方向外方側で且つ外周側には、軸受３２，３３を外
嵌するための軸受座３４，３５が形成され、一方の軸受
座３４のセンサ軸１７軸心方向外方側には、前記径大ギ
ヤ２４が形成され、他方の軸受座３５のセンサ軸１７軸
心方向外方側には、軸受１７の抜け止めをする止め輪３
６を嵌めるための周溝３７が形成されている。

【００１８】また、周溝３７のセンサ軸１７軸心方向外
方側には、出力軸１５の外周に形成された動力伝達部
（スプライン嵌合部）３８に嵌合する動力伝達部（スプ
ライン嵌合部）３９がセンサ軸１７の内周側に形成され
ている。コイルボビン２６は、樹脂材によって筒状に形
成され、両磁気異方性部３１Ａ，３１Ｂを覆うように、
センサ軸１７に套嵌されている。このコイルボビン２６
の軸心方向両側には、前記軸受３２，３３に外嵌する軸
受嵌合部４０，４１が形成されており、コイルボビン２
６が軸受３２，３３を介してセンサ軸１７に軸心回りに
相対回転自在に支持されている。

【００１９】なお、コイルボビン２６の径方向一側に
は、ギヤボックス１２側に係合して、コイルボビン２６
の連れ回りを防止するための係合部４２が設けられてい
る。また、前記軸受３２と大径ギヤ２４の間及び軸受３
３と止め輪３６の間には、それぞれスラストワッシャ４
３が設けられており、軸受３２，３３によってラジアル
荷重を受け、スラストワッシャ４３によってスラスト荷
重を受けるようにして、センサ軸１７の回転ムラ及びト
ルクロスを低減させるようにしている。また、コイルボ
ビン２６の外周側の磁気異方性部３１Ａ，３１Ｂに対応
する部分には、コイル２７Ａ，２７Ｂ，２８Ａ，２８Ｂ
を巻き付けるべく周方向に形成されたコイル収容溝４４
Ａ，４４Ｂが、一対の磁気異方性部３１Ａ，３１Ｂに対
応して一対形成されていると共に、各コイル収容溝４４
Ａ，４４Ｂの軸心方向外方側に、それぞれ周溝４５が形
成されている。

【００２０】各コイル収容溝４４Ａ，４４Ｂには、内周
側に、センサ軸１７にトルクが印加された場合の磁気異
方性部３１Ａ，３１Ｂの透磁率の変化を検出する検出用
のコイル２７Ａ，２７Ｂ（これを検出コイルという）が
設けられ、外周側に、センサ軸１７に磁場を与える励磁
用のコイル２８Ａ，２８Ｂ（これを励磁コイルという）
が設けられており、検出コイル２７Ａ，２７Ｂと励磁コ
イル２８Ａ，２８Ｂとの間には、ポリエステルフィルム
等からなる絶縁層が設けられている。また、コイルボビ
ン２６外周側の、コイル収容溝４４Ａ，４４Ｂ間には、
８本の接続端子４６が立設固定されており、各接続端子
４６に、各コイル２７Ａ，２７Ｂ，２８Ａ，２８Ｂの巻
線の端部が巻回され、半田付けされることで接続されて
いる。

【００２１】シールドヨーク２９は、磁性材料からなる
薄厚の板材をプレス加工してなる薄肉プレス成形品によ
り構成されており、軽量化が図られていると共に、コン
パクトで安価に成形されている。また、シールドヨーク
２９は、筒状に形成されてコイルボビン２６に套嵌され
ており、一対の磁気異方性部３１Ａ，３１Ｂの径方向外
方側を覆う円筒部４８と、この円筒部４８の軸心方向両
端部から径方向内方に延出してコイルボビン２６の周溝
４５に挿入される鍔部４９とを有する。

【００２２】この鍔部４９は、円筒部４８の周方向略全
周に亘って設けられる。シールドヨーク２９の円筒部４
８には、接続端子４６を挿通させるための、挿通孔５０
が形成されていると共に、この挿通孔５０に対して径方
向反対側の位置（径方向対称位置）に、該挿通孔５０と
同じ大きさの開孔５１が形成されている。シールドヨー
ク２９は、軸心方向及び径方向に沿う分割面で複数の構
成体に分割されている（本実施の形態では、シールドヨ
ーク２９は、挿通孔５０及び開口５１を周方向に２分す
るように、２分割されている）。

【００２３】このシールドヨーク２９を構成する構成体
は、長方形状の平板をプレス加工することで、鍔付きの
半割筒状に形成されており、この半割筒状の構成体の分
割面を突き合わせ状とすることで、シールドヨーク２９
が組まれて筒状とされる。一方、コイルボビン２６の各
周溝４５には、シールドヨーク２９の鍔部４９とコイル
ボビン２６との間に間隔が生じるように、シールドヨー
ク２９の鍔部４９を支持するための一対の支持体５２
が、コイルボビン２６の径方向対称位置に設けられてい
る。

【００２４】支持体５２は、ゴム様弾性体（例えば、Ｎ
ＢＲ（ゴム硬さＪＩＳＡＨｓ７０±５））によって
形成されており、支持体５２をコイルボビン２６の周溝
４５に配置し、その後、シールドヨーク２９の構成体の
突き合わせ部分が支持体５２によって支持されるように
シールドヨーク２９を組み付け、その後、周溝４５にゴ
ム系接着剤（例えばシリコンゴム）を充填してシールド
ヨーク２９及び支持体５２をコイルボビン２６に接着固
定している。これによって、シールドヨーク２９が、コ
イルボビン２６から離隔した状態で、且つ弾性的に支持
され、温度変化が生じた場合の、シールドヨーク２９と
コイルボビン２６との線膨張係数（熱膨張）の差にもと
づく、シールドヨーク２９に作用する応力が、支持体５
２の弾性変形によって吸収され、このシールドヨーク２
９とコイルボビン２６との熱膨張差に起因するセンサ出
力の変動を防止でき、センサー精度を向上させることが
できる。

【００２５】また、シールドヨーク２９の鍔部４９を、
弾性体によって、該鍔部４９とコイルボビン２６との間
に間隔が生じるように支持する場合、シールドヨーク２
９の鍔部４９を、全周にわたって弾性体によって支持す
るようにすると、シールドヨーク２９及びコイルボビン
２６の製作上の誤差から、シールドヨーク２９の軸心を
センサ軸１７の軸心に一致させるのが困難であるが、本
実施の形態のものにあっては、シールドヨーク２９の鍔
部４９は、コイルボビン２６の周方向複数箇所（本実施
の形態では２箇所）に配置された支持体５２によって支
持されているので、コイルボビン６の支持体５２を設け
る部分、及び、シールドヨーク２９の鍔部４９の支持体
５２に接当する部分の精度を出せば、シールドヨーク２
９とセンサ軸１７とを同心状に配置することができ、シ
ールドヨーク２９とセンサ軸１７との同心度を容易に向
上させることができ、センサー精度を向上させることが
できる。

【００２６】また、シールドヨーク２９を組む際におい
て、鍔部４９は支持体５２に若干押し付けぎみに接当さ
れるので、鍔部４９の支持体５２に接当する部分に、若
干ではあるが応力が生じ、これがセンサ出力に影響を及
ぼすが、支持体５２は、コイルボビン２６及びシールド
ヨーク２９の径方向対称位置に設けられており、これに
よってバランスされて、出力変動が防止されている。前
記シールドヨーク２９は、コイル２７Ａ，２７Ｂ，２８
Ａ，２８Ｂから発生された磁束を集中して通流させて磁
束の漏れを防ぎ、センサー感度を増大させるものであ
り、シールドヨーク２９の端部に設けられた鍔部４９に
よって、該シールドヨーク２９の端部をセンサ軸１７に
近づけ、鍔部４９からシールドヨーク２９に磁束を多く
取り込み、磁束の漏れを防ぐようにしているが、コイル
ボビン２６を支持する軸受３２，３３が導電率の高い銅
系の材料で形成されていると、該軸受３２，３３が漏れ
磁束を吸収し、センサ出力が低下し、センサー精度に影
響を及ぼすので、該軸受３２，３３は、導電率の低い
（０を含む）材料で形成されるのが好ましく、本実施の
形態では、鉄系又はステンレス系等の材料（例えば、Ｎ
ＴＮベアファイトＦ材）で形成される（なお、耐久性
の問題が解消すれば、樹脂製であってもかまわない）。

【００２７】前記軸受３２，３３としては、ブシュ（含
油ブシュ等）か小型のベアリングが採用されるが、この
軸受３２，３３をブシュで構成する場合、薄肉に形成す
ることで、該軸受３２，３３を銅系等の導電率の高い材
料で形成しても、漏れ磁束の吸収を抑えることができ
る。前記アンプ基板３０は、シールドヨーク２９の径方
向外方側に配置されており、ボビン２６に設けられた基
板取付部４７に固定されている。また、前記接続端子４
６は、アンプ基板３０に接続されており、磁気異方性部
３１Ａ，３１Ｂの透磁率変化を各検出コイル２８Ａ，２
８Ｂに誘導起電圧として発生させ、これをアンプ基板３
０により、直流変換、差動増幅してトルクに比例した電
圧を出力するように構成されている。

【００２８】アンプ基板３０は、電気配線等によって、
電源及びドライバー８に接続されている。アンプ基板３
０から出力された検出信号（電圧）は、ドライバー８に
フィードバックされ、ここで該検出信号が目標値（制御
しようとする希望のトルクに対応した値）と比較され、
目標値と検出値との偏差に基づいてドライバー８から出
力される指令信号によって電動機９のパワーが制御され
て（電源から電動機８に送られる電流値がドライバー８
から指令されて）トルクが制御されるようにしている。

【００２９】したがって、本実施の形態では、ギヤード
モータ７（電動機９）のドライバー８は、フィードバッ
ク処理機能を有する。前記トルクセンサー１０は、電動
機９の内部に設けることも可能であるが、このトルクセ
ンサー１０は磁歪式のトルクセンサーであるので、電動
機９の内部に設けると、電動機９内の磁場の影響及び熱
の影響により出力変動を生じるので、それらに対する対
策が必要とされる。また、トルクセンサー１０を、ギヤ
減速機構１３の入力軸１４側に組み付けることも可能で
あるが、この入力軸１４は電動機９の出力軸１８に連結
されるので、トルクセンサー１０を入力軸１４に組み付
けた場合、電動機９側の磁場の影響を受けるので、好ま
しくない。

【００３０】したがって、入力軸１４から遠い出力軸１
５側にトルクセンサー１０を組み付けるのが好ましい
が、入力軸１４と出力軸１５との間の伝動軸１６にトル
クセンサー１０を組み付けてもよい。また、減速したト
ルクを検出する方が、トルク検出出力が高いので、この
点においても、出力軸１５側にトルクセンサー１０を組
み付けるのが好ましいといえる。また、本実施の形態で
は、センサ軸１７を中空軸で構成することで、小型・軽
量化を図っているが、センサ軸１７は、むく軸で構成し
てもよい。例えば、出力軸１５をセンサ軸とし、この出
力軸１５に磁気異方性部３１Ａ，３１Ｂを形成すると共
に、コイルボビン２６を套嵌して支持する。

【００３１】この場合、大径ギヤ２４は出力軸１５に一
体形成されるか、又は、別体で形成してキー結合、スプ
ライン結合等によって出力軸１５に連結される。また、
前記実施の形態にあっては、変速機として、減速機１１
を採用し、この減速機１１のギヤ減速機構１３にトルク
センサー１０を組み込んだものを例示したが、これに限
定されることなく、変速機として、ギヤボックス内に、
回転速度を複数段に切り換えて出力軸に伝達するギヤ変
速機構を収納したもの、或いは、ギヤボックス内に、回
転速度を増速して出力軸に伝達するギヤ変速機構（ギヤ
増速機構）を収納したもの等を採用し、前記ギヤ変速機
構にトルクセンサー１０を組み込むようにしてもよい。

【００３２】図５及び図６は第２の実施の形態を示して
おり、該実施の形態は、電動機９から出力されるトルク
を減速して伝達する減速機５４としてベルト巻き掛け伝
動装置を採用したものである。この減速機５４は、小径
の駆動プーリ５５と、大径の従動プーリ５６と、これら
プーリ５５，５６に亘って巻き掛けられたベルト５７と
を備えており、駆動プーリ５５には電動機９の出力軸１
８からトルクが伝達され、駆動プーリ５５から従動プー
リ５６へと減速してトルクが伝達され、従動プーリ５６
から回転軸５にトルクが伝達されるようになっている。

【００３３】トルクセンサー１０は駆動プーリ５５側に
組み込まれている。すなわち、電動機９の出力軸１８の
先端側には、中空軸によって構成されたセンサ軸１７
（伝動軸）が套嵌され、このセンサ軸１７の一端側は、
出力軸１８に、キー結合又はスプライン結合等の結合手
段５９によって動力伝達可能に連結され、センサ軸１７
の他端側は、出力軸１８の先端側に、軸受５８を介し
て、相対回転回転自在に支持されている。また、センサ
軸１７の他端側には、駆動プーリ５５がキー結合又はス
プライン結合等によって動力伝達可能に連結され（又は
一体形成されていてもよい）ていて、電動機９の出力軸
１８からセンサ軸１７を経て駆動プーリ５５にトルクが
伝達されるようになっている。

【００３４】トルクセンサー１０及び撹拌装置２等の構
成は前記第１の実施の形態と略同様であるので、同符号
を付して説明を省略する。なお、前記第２の実施の形態
において、従動プーリ５６側にトルクセンサー１０を組
み付けるようにしてもよい。図７は第３の実施の形態を
示し、前記第１の実施の形態におけるギヤードモータ７
の出力軸１５と回転軸５とを連結する軸継手６０（カッ
プリング）に、トルクセンサー１０を組み付けたもので
ある。

【００３５】この軸継手６０は、筒状に形成されてお
り、この軸継手６０の内周側には、軸心方向一端側に、
ギヤードモータ７の出力軸１５に動力伝達可能に係合す
る動力伝達部（スプライン嵌合部）６１が設けられ、他
端側に、回転軸５に動力伝達可能に係合する動力伝達部
（スプライン嵌合部）６２が設けられている。また、軸
継手６０の外周側に、磁気異方性部３１Ａ，３１Ｂが設
けられており、この軸継手６０が、トルクセンサー１０
のセンサ軸とされている。トルクセンサー１０、ギヤー
ドモータ７及び撹拌装置２等の構成は前記第１の実施の
形態と略同様である。

【００３６】なお、この場合、ギヤードモータ７の減速
機１１内には、トルクセンサー１０は設けない。また、
この実施の形態ものにあっては、駆動系の駆動源として
減速機構付きのモータを採用する場合に、都合がよい。
また、前記トルクセンサー１０は、前記第２の実施の形
態における、従動プーリ５６と一体回転するシャフトと
回転軸５とを連結する軸継手に組み付けてもよい。

【００３７】前記実施の形態のものにあっては、トルク
制御なしの駆動系から、減速機１１（または、ギヤード
モータ７）又は軸継手６０又は駆動プーリ５５（或いは
従動プーリ５６）と、ドライバー８とを変えるだけでト
ルク制御可能となる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、駆動源から入力され
たトルクを出力側に伝達するギヤ伝動機構に、トルクを
検出するトルクセンサーを組み込んむことにより、又
は、電動機から入力されたトルクを出力軸に変速して伝
達するギヤ変速機構に、トルクを検出するトルクセンサ
ーを組み込むことにより、又は、駆動源からのトルクを
減速して伝達するベルト巻き掛け伝動装置からなる減速
機のプーリーにトルクセンサーを組み付けることによ
り、又は、駆動源からのトルクを伝達する軸継手にトル
クセンサーを組み付けることにより、例えば、攪拌機、
シート巻き取り機、押出機等の駆動系を備えた機械にお
いて、駆動系の種類別に専用のトルクセンサーを作る必
要がなく、汎用性をもたせることができる。

【００３９】また、トルクセンサーが磁歪式のトルクセ
ンサーで構成されているものにあっては、ギヤ変速機構
のトルクを伝達する伝動軸のうち、電動機からのトルク
を入力する入力軸以外の伝動軸にトルクセンサーを組み
付けることにより、トルクセンサーが電動機側の磁場の
影響を受けるのを防止することができる。また、変速機
が減速機によって構成されているものにあっては、減速
して伝達されたトルクを出力する出力軸側にトルクセン
サーを組み付けて、伝達トルクの大きいトルクを検出す
るようにすることにより、トルク検出出力が高くなり、
センサー精度がよい。

【００４０】また、トルクセンサーからの検出信号を駆
動源のドライバーにフィードバックさせ、このドライバ
ーで目標値と検出値とを比較し、この目標値と検出値と
の偏差に基づいてドライバーから出力される指令信号に
よって駆動源を制御することでトルクフィードバック制
御を行うことにより、すなわち、ドライバーにトルクフ
ィードバック処理機構をもたせることにより、制御系の
構成が簡素化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る減速機の断面図であ
る。

【図２】第１の実施の形態に係るトルクセンサーを組み
込んだ部分の断面図である。

【図３】第１の実施の形態に係るトルクセンサーの要部
の拡大断面図である。

【図４】第１の実施の形態に係る攪拌機の概略図であ
る。

【図５】第２の実施の形態に係る攪拌機の概略図であ
る。

【図６】第２の実施の形態に係るトルクセンサーを組み
込んだ部分の断面図である。

【図７】第３の実施の形態に係るトルクセンサーを組み
込んだ部分の断面図である。

【図８】従来例に係る攪拌機の概略図である。

【符号の説明】

７ギヤードモータ８ドライバー９電動機（駆動源）１０トルクセンサー１１減速機（伝動装置、変速機）１２ギヤボックス１３ギヤ減速機構（ギヤ伝動機構、ギヤ変速機構）１４伝動軸（入力軸）１５伝動軸（出力軸）１６伝動軸１７伝動軸（センサ軸）５４減速機５５駆動プーリ５６従動プーリ６０軸継手

フロントページの続き (72)発明者栗田聡大阪府八尾市神武町２番35号株式会社クボタ久宝寺工場内Ｆターム(参考） 2F051 AB05 BA03 5H607 AA11 BB01 CC03 DD03 DD15 EE28 EE31 HH02 HH09 5H611 AA01 BB01 PP07 QQ08 RR02 UA07 UB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動源から入力されたトルクを出力側に
伝達するギヤ伝動機構をギヤボックス内に収納してなる
伝動装置を備え、この伝動装置のギヤ伝動機構に、トル
クを検出するトルクセンサーを組み込んだことを特徴と
する駆動系。
【請求項２】駆動源である電動機と、変速機とを備
え、変速機はギヤボックス内に、電動機から入力された
トルクを出力軸に変速して伝達するギヤ変速機構を収納
してなり、このギヤ変速機構に、トルクを検出するトル
クセンサーを組み込んだことを特徴とする駆動系。
【請求項３】トルクセンサーは磁歪式のトルクセンサ
ーで構成され、ギヤ変速機構のトルクを伝達する伝動軸
のうち、電動機からのトルクを入力する入力軸以外の伝
動軸にトルクセンサーを組み付けたことを特徴とする請
求項２に記載の駆動系。
【請求項４】変速機は減速機によって構成され、減速
して伝達されたトルクを出力する出力軸側にトルクセン
サーを組み付けたことを特徴とする請求項２又は３に記
載の駆動系。
【請求項５】駆動源からのトルクを減速して伝達する
ベルト巻き掛け伝動装置からなる減速機を備え、この減
速機のプーリーにトルクセンサーを組み付けたことを特
徴とする駆動系。
【請求項６】駆動源からのトルクを伝達する軸継手を
備え、この軸継手にトルクセンサーを組み付けたことを
特徴とする駆動系。
【請求項７】トルクセンサーからの検出信号を駆動源
のドライバーにフィードバックさせ、このドライバーで
目標値と検出値とを比較し、この目標値と検出値との偏
差に基づいてドライバーから出力される指令信号によっ
て駆動源を制御することでトルクフィードバック制御を
行うようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれ
かに記載の駆動系。