JP2006300715A - トルクセンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】 内輪と外輪とを連結する連結部が破損した場合でも安全なトルクセンサを提供することを目的とする。
【解決手段】 同軸の2つの回転軸17,18どうしの中間に挿入され、上記2つの回転軸のうちの一方の端部17aに固定される内輪12と、内輪12の外周との間にスリット14を形成して該外周を取り囲むように形成され、上記2つの回転軸のうちの他方の端部18aに固定されるた外輪11と、内輪12と外輪11との間に円周方向に複数箇所形成された、スリット14を遮って内輪12と外輪11とを連結する連結部13とを有し、連結部13の歪みによりトルクを検出するトルクセンサにおいて、外輪11の、フランジ状の固定部分11aを制振材料で形成した。
【選択図】 図2
【解決手段】 同軸の2つの回転軸17,18どうしの中間に挿入され、上記2つの回転軸のうちの一方の端部17aに固定される内輪12と、内輪12の外周との間にスリット14を形成して該外周を取り囲むように形成され、上記2つの回転軸のうちの他方の端部18aに固定されるた外輪11と、内輪12と外輪11との間に円周方向に複数箇所形成された、スリット14を遮って内輪12と外輪11とを連結する連結部13とを有し、連結部13の歪みによりトルクを検出するトルクセンサにおいて、外輪11の、フランジ状の固定部分11aを制振材料で形成した。
【選択図】 図2
Description
本発明は、回転軸のトルクを検出するトルクセンサに関する。
従来、回転軸のトルクを検出するトルクセンサとして、例えば、次に示すようなトルクセンサが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
図4は、特許文献1に開示されたトルクセンサの一部を切断した斜視図であり、図5は、図4に示したトルクセンサの断面図である。
図4に示すように、このトルクセンサは、内輪2と、内輪2の外周との間にスリット4を形成して該外周を取り囲むように形成された外輪1と、内輪2と外輪1との間に円周方向に複数箇所形成された、上記スリット4を遮って内輪2と外輪1とを連結する連結部3と、連結部3に貼付した歪みゲージ5とを有し、連結部3の歪みによりトルクを検出するように構成されている。
図5に示すように、このトルクセンサは、同軸の2つの回転軸7、8どうしの中間に挿入され、内輪2は、一方の回転軸7の端部7aに固定され、外輪1は、他方の回転軸8の端部8aに固定されている。このトルクセンサでは、内輪2と外輪1とを相互に連結する連結部3は、内輪2や外輪1に比較して変形しやすい構造となっており、歪みゲージ5による歪みの検出精度を高めるように構成されている。
ドイツ特許第4208522号公報(第1−3頁、図1〜3)
しかし、上記のトルクセンサでは、回転軸に過大な負荷がかかったときに連結部が破損することがあり、その回転軸系にスラスト方向の自由度がある場合には内輪と外輪との結合が外れて回転軸や内輪、外輪などが飛散するという危険性がある。
図6は、図4、4に示したトルクセンサの連結部が破損した場合を示す図である。
図6に示すように、このトルクセンサに過大な負荷がかかったときに、連結部3が破損し、内輪2が外輪1から外れて回転軸7および内輪2が飛散し、場合によっては大きな事故を起こす。
このように連結部が破損する原因の一つとしてトルクセンサの共振現象が考えられる。
トルクセンサの内輪、外輪、および連結部などの各部材は通常、炭素鋼やステンレス鋼のような剛体で形成されるので共振現象が起きやすい。このようなトルクセンサで共振現象が起きた場合には最も強度の低い連結部がまっ先に破損されるものと考えられる。
本発明は、上記事情に鑑み、共振現象による破損が起きにくい安全なトルクセンサを提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明のトルクセンサは、
同軸の2つの回転軸どうしの中間に挿入され、
上記2つの回転軸のうちの一方の端部に固定される内輪と、
上記内輪の外周との間にスリットを形成して該外周を取り囲むように形成され、上記2つの回転軸のうちの他方の端部に固定される外輪と、
上記内輪と上記外輪との間に円周方向に複数箇所形成された、前記スリットを遮って該内輪と該外輪とを連結する連結部とを有し、該連結部の歪みによりトルクを検出するトルクセンサにおいて、
上記内輪および/または外輪が、制振材料で形成されたものであることを特徴とする。
同軸の2つの回転軸どうしの中間に挿入され、
上記2つの回転軸のうちの一方の端部に固定される内輪と、
上記内輪の外周との間にスリットを形成して該外周を取り囲むように形成され、上記2つの回転軸のうちの他方の端部に固定される外輪と、
上記内輪と上記外輪との間に円周方向に複数箇所形成された、前記スリットを遮って該内輪と該外輪とを連結する連結部とを有し、該連結部の歪みによりトルクを検出するトルクセンサにおいて、
上記内輪および/または外輪が、制振材料で形成されたものであることを特徴とする。
本発明のトルクセンサによれば、このトルクセンサの内輪および/または外輪が、制振材料で形成されたことにより、共振現象による破損を防止することができる。
ここで、上記制振材料が、0.05以上の対数減衰率を有するものであることが好ましい。ここで、制振材料の制振性について詳しく説明すると、従来、トルクセンサの各部材は炭素鋼やステンレス鋼などの鋼材で形成されるのが普通であるが、これら鋼材の対数減衰率は約0.01程度であり、制振材料とはいえない。これに対して鉛や鋳鉄などは制振性がやや高いが、その対数減衰率は約0.05程度であり共振現象を押さえ込むには不十分である。そこで、上記のように制振材料としては0.05以上の対数減衰率を有するものであることが好ましい。
また、上記制振材料が、0.05以上の対数減衰率および200Mpa以上の引張強さを有する制振合金であることが好ましい。一般に制振材料としてゴムなどがよく知られているが、ゴム類は引張強さが低いので通常のトルクセンサの構造材としては不適切な場合がある。そこで、上記のように制振材料としては、0.05以上の対数減衰率および200Mpa以上の引張強さを有するものであることが好ましい。
なお、トルクセンサを構成する各部分すべてあるいはいずれか一部を、上記制振材料で形成されたものとしてもよいが、上記外輪の、回転軸端部に固定される固定部分が上記制振材料で形成されたものであることが特に好ましい。
本発明のトルクセンサによれば、共振現象による破損の起きにくい安全なトルクセンサを実現することができる。
以下図面を参照して本発明のトルクセンサの実施の形態を説明する。
図1は、本実施形態のトルクセンサの外観を示す斜視図であり、図2は、図1に示したトルクセンサのA−A断面図である。
図1、2に示すように、このトルクセンサ100は、同軸の2つの回転軸17,18どうしの中間に挿入され、上記2つの回転軸のうちの一方の端部17aに固定される内輪12と、内輪12の外周との間にスリット14を形成して該外周を取り囲むように形成され、上記2つの回転軸のうちの他方の端部18aに固定される外輪11と、内輪12と外輪11との間に円周方向に4箇所形成された、上記スリット14を遮って内輪12と外輪11とを連結する連結部13とを有し、連結部13の歪みによりトルクを検出するものである。
この実施形態では、外輪11の、回転軸18の端部18aに固定される固定部分11aはフランジ状に形成されており、端部18aとはボルト19で固定されている。同様に、内輪12の、回転軸17の端部17aに固定される固定部分12aも、端部17aとはボルト19で固定されている。
そして、この実施形態のトルクセンサ100においては、上記フランジ状の固定部分11aが、0.05以上の対数減衰率および200Mpa以上の引張強さを有する制振合金で形成されている。
上記のように構成したことにより、このトルクセンサ100に過大な負荷がかかった場合でも、外輪11の、フランジ状の固定部分11aは制振材料で形成されているので、このフランジ状の固定部分11aで振動が吸収されて共振現象が起きにくくなり、連結部13の破損の危険性が低下する。
なお、上記制振合金の具体例として、大同特殊鋼(株)製M2052合金を挙げることができる。この制振合金は、通常、0.2〜0.4(平均0.3)の対数減衰率を有する上に、400Mpa程度の引張強さを有するので、上記フランジ状の構成材料として好適である。しかし、本発明の制振材料は上記制振合金のみに限定されるものではない。
なお、上記実施形態では、外輪11の、フランジ状の固定部分11aを制振材料で形成した例を示したが、制振材料で形成する部分は、上記フランジ状の固定部分11aに限られるものではなく、内輪および/または外輪の全部、あるいはいずれか一部であってもよい。
上記のように構成したことにより、共振現象の発生が防止され、共振による連結部の破損が起きにくい安全なトルクセンサを実現することができる。
次に、第2の実施形態のトルクセンサについて説明する。
図3は、第2の実施形態のトルクセンサの断面図である。
図3に示すように、この第2の実施形態のトルクセンサ100’の固定部分11a’は、第2の実施形態のトルクセンサ100(図2参照)の固定部分11aとは若干構造が異なっている。すなわち、第2の実施形態では、外輪11は、回転軸18の端部18aに直接固定されており、内輪12は、フランジ状の固定部分11a’を介して回転軸17の端部17aに固定されている。
この第2の実施形態における固定部分11a’は第1の実施形態におけると同様の制振合金で形成されており、その作用効果は第1の実施形態におけると同様である。
1 外輪
2 内輪
3 連結部
4 スリット
5 歪みゲージ
7,8 回転軸
7a,8a 端部
11 外輪
11a,12a 固定部分
12 内輪
13 連結部
14 スリット
15 歪みゲージ
17,18 回転軸
17a,18a 端部
19 ボルト
100 トルクセンサ
2 内輪
3 連結部
4 スリット
5 歪みゲージ
7,8 回転軸
7a,8a 端部
11 外輪
11a,12a 固定部分
12 内輪
13 連結部
14 スリット
15 歪みゲージ
17,18 回転軸
17a,18a 端部
19 ボルト
100 トルクセンサ
Claims (3)
- 同軸の2つの回転軸どうしの中間に挿入され、
前記2つの回転軸のうちの一方の端部に固定される内輪と、
前記内輪の外周との間にスリットを形成して該外周を取り囲むように形成され、前記2つの回転軸のうちの他方の端部に固定される外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に円周方向に複数箇所形成された、前記スリットを遮って該内輪と該外輪とを連結する連結部とを有し、該連結部の歪みによりトルクを検出するトルクセンサにおいて、
前記内輪および/または外輪が、制振材料で形成されたものであることを特徴とするトルクセンサ。 - 前記制振材料が、0.05以上の対数減衰率を有するものであることを特徴とする請求項1記載のトルクセンサ。
- 前記制振材料が、0.05以上の対数減衰率および200Mpa以上の引張強さを有する制振合金であることを特徴とする請求項1記載のトルクセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005122496A JP2006300715A (ja) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005122496A JP2006300715A (ja) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | トルクセンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006300715A true JP2006300715A (ja) | 2006-11-02 |
Family
ID=37469181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005122496A Pending JP2006300715A (ja) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | トルクセンサ |
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Country | Link |
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JP2004028126A (ja) * | 2002-06-21 | 2004-01-29 | Tokai Rubber Ind Ltd | ダイナミックダンパ |
-
2005
- 2005-04-20 JP JP2005122496A patent/JP2006300715A/ja active Pending
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