JP2010002414A - トルク測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動シャフトに機械加工を施したり、駆動シャフトを特殊な磁性材料で形成することなく駆動シャフトの伝達トルクを計測するトルク測定装置を提供すること。
【解決手段】回転トルクを伝達する駆動シャフトの外周に着脱可能に装着され駆動シャフトの捩れに応じて変形するカップリングと、カップリングに形成される磁歪膜と、カップリングの変形を磁歪膜を介して磁気的に検出する検出器とを備えるトルク測定装置。
【選択図】図１

Description

この発明はトルク測定装置に関し、特に、回転トルク（回転力）を伝達する駆動シャフトから直接トルクを実測するトルク測定装置に関する。

トルクつまり回転力は、回転速度と共に回転駆動系における基本的な物理量である。近年、自動車用エンジンの低燃費化や排気ガスのクリーン化のため、各種エンジンの制御や診断を行うことが必要とされてきた。そこで、その制御や診断に必要なドライブシャフト（車軸）のトルク（回転力）を検出するために、ドライブシャフトの外周面に軸方向に対して所定角度に傾斜した溝を加工し、この溝に磁歪材を溶射して磁歪膜を形成し、磁歪膜の磁気特性の変化を検出コイルで検出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、ドライブシャフト自体を特に透磁率の高い強磁性材料、例えば球状黒鉛鋳鉄で形成し、ドライブシャフト自体の磁歪効果を利用してトルクの検出を行うものも知られている（例えば、非特許文献１参照）。

特開２００１−６５５３７号公報

西部祐司他著「自動車エンジン用磁歪式トルクセンサ」、豊田中央研究所Ｒ＆Ｄレビュー（Vol.31，No.2，第61〜71頁、1996年6月発行）

しかしながら、このような公知の技術では、伝達されるトルクを計測するために、駆動シャフトに計測用の機械加工を施したり、駆動シャフト自体を計測用の特殊な材料で形成しなければならないという問題点があった。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、駆動シャフトに特別な機械加工を施したり、駆動シャフトを特殊な材料で形成することなく、簡便に、かつ、高精度に駆動シャフトの伝達トルクを実測することが可能なトルクセンサを提供するものである。

この発明は、回転トルクを伝達する駆動シャフトの外周に着脱可能に装着され駆動シャフトの捩れに応じて変形するカップリングと、カップリングに形成される磁歪膜と、カップリングの変形を磁歪膜を介して磁気的に検出する検出器とを備えるトルク測定装置を提供するものである。

ここで、この発明のトルク測定装置が適用可能な駆動シャフトとは、例えば、自動車を含む各種車輌，船舶，航空機，工作機械，攪拌装置，搬送装置，建設機械，発電設備などにおいて、回転駆動源側から回転負荷側に対して回転力を伝達するために用いられるシャフトである。

そのような駆動シャフトは、一般的に、炭素鋼，鋳鋼，鍛造鋼，合金鋼，ステンレス鋼，マグネシウム合金，又はチタン合金などで作られ、シャフトの捩れ量と伝達トルクが相関関係を有する。また、測定対象の駆動シャフトの材料は磁性体であってもよいし、非磁性体であってもよい。
駆動シャフトの断面形状は一般に円形であるが、多角形であってもよい。

この発明のトルク測定装置が適用される駆動シャフトのサイズは、外径が１２〜１００ｍｍ，長さが５０ｍｍ以上であることが好ましい。
また、駆動シャフトの表面の仕上げの程度は、とくに限定されるものではない。また、メッキ仕上げされたものや塗装仕上げされたものであってもよい。

この発明におけるカップリングは、駆動シャフトと磁歪膜との間に介在してトルクの伝達によって生じる駆動シャフトの捩れを磁歪膜に伝達するものである。
従って、そのカップリングは、駆動シャフトの捩れに応じて一次元又は二次元的に変形するように駆動シャフトの任意の位置に装着される。カップリングの形態としては、表面に磁歪膜を有して駆動シャフトの外周を覆う筒状部材のような形態が好ましい。また、その材料としては、駆動シャフトと同じものを用いてもよいが、駆動シャフトの捩れに対する機械的応答性に優れたものが好ましく、例えば、アルミニウムが用いられる。

また、カップリングにおける「着脱可能」とは、駆動シャフトを回転駆動源と回転負荷の間に接続した状態でカップリングの取り付けおよび取りはずしが可能ということである。
従って、カップリングとして筒状部材を用いる場合には、それが一対の半割り体からなることが好ましい。

また、カップリングを駆動シャフトの外周に装着する方法としては、カップリングを駆動シャフトに押しつけたり、締めつける部材を用いてカップリングを駆動シャフト表面に機械的に係止させる方法を用いることができる。

また、適当は接着剤を用いてカップリングを駆動シャフトの外周に接着するようにしてもよい。この場合には、駆動シャフトに付着した接着剤を、使用後に除去することが必要である。
磁歪膜には、従来公知のもの、例えば、ニッケル・鉄合金をメッキしたものを用いることができる。
検出器は、磁歪膜の磁気特性の変化を検出できるものであり、これには、励磁コイルと検出コイルとを備えた公知の磁歪センサを用いることができる。

検出器は、駆動シャフトが回転するときに、静止して磁歪膜に対向するように保持される。この時、検出器と磁歪膜とのギャップは、例えば数百ミクロンである。従って、検出器は駆動シャフト又はカップリングに軸受け部材を介して搭載されることが好ましい。
この軸受け部材には、市販の無給油ブッシュや２つ割りローラベアリングを用いることができる。また、潤滑性を有するコーティング膜を軸受け部材として用いることもできる。

この発明によれば、磁歪膜を有するカップリングを駆動シャフトの外周に着脱可能に装着することができ、駆動シャフトの捩れに対応するカップリングの変形を磁歪膜を介して検出することができる。従って、駆動シャフトに機械加工を施したり、駆動シャフトを特殊な材料で形成する必要なく、簡便に駆動シャフトの伝達トルクを実測することが可能になる。

この発明の実施形態１のトルク測定装置を示す正面図である。 この発明の実施形態１のトルク測定装置を示す上面図である。 この発明の実施形態１のトルク測定装置を示す側面図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図２のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図２のＤ−Ｄ矢視断面図である。 図２のＥ−Ｅ矢視断面図である。 この発明の実施形態１のカップリングの構造説明図である。 この発明の実施形態１のブラケットの構造説明図である。 この発明の実施形態１の検出器とその支持体の構造説明図である。 この発明の実施形態１の回転軸受けの構造説明図である。 この発明の実施形態１の検出器の検出回路を示すブロック図である。 この発明の実施形態１の検出器の出力特性の一例を示す特性図である。 この発明の実施形態２のトルク測定装置を示す正面図である。 この発明の実施形態２のトルク測定装置を示す上面図である。 この発明の実施形態２のトルク測定装置を示す側面図である。 図１６のＦ−Ｆ矢視断面図である。 この発明の実施形態２のカップリングの構造説明図である。 この発明の実施形態２の固定バンドの構造説明図である。 この発明の実施形態２のブラケットの構造説明図である。

この発明のトルク測定装置は、回転トルクを伝達する駆動シャフトの外周に着脱可能に装着され駆動シャフトの捩れに応じて変形するカップリングと、カップリングに形成される磁歪膜と、カップリングの変形を磁歪膜を介して磁気的に検出する検出器とを備えることを特徴とする。

この発明は、ブラケットと回転軸受けとをさらに備え、ブラケットが前記検出器を保持し回転軸受けを介してカップリングに着脱可能に搭載されてなるものであってもよい。 カップリングは駆動シャフトの外周を覆い前記磁歪膜を表面に有する筒状部と、筒状部の両端を駆動シャフトに固定する一対の固定部とからなり、ブラケットは前記回転軸受けを介して筒状部に搭載されてもよい。

前記固定部は複数の爪を有するすべり止め部材と、すべり止め部材を駆動シャフトに係止させる締結部材を備えてもよい。
カップリングおよびブラケットの各々が、駆動シャフトの軸心を通る平面によって２分割可能な一対の半割り体からなるものであってもよい。

カップリングおよびブラケットの少なくとも一方が前記一対の半割り体を開閉可能に結合するヒンジ（蝶番）機構を備えてもよい。
回転軸受けが駆動シャフトの軸心を通る平面によって２分割可能な一対の半割り体から構成されてもよい。

検出器は、磁歪膜を励磁する励磁コイルと、磁歪膜の磁気特性の変化を検出する検出コイルとによって構成できる。
回転軸受けには、例えば、市販の無給油ブッシュや２つ割りローラベアリングを用いることができる。

この発明のトルク測定装置は、ブラケットを備え、そのブラケットが、前記カップリングの回転方向に摺動可能にカップリングに搭載され、かつ、前記検出器を保持するようにしてもよい。
ブラケットはカップリングに着脱可能に搭載されることが好ましい。
また、カップリングを駆動シャフトに固定する固定バンドをさらに備えてもよい。
カップリング、ブラケット及び固定バンドの少なくとも１つが、駆動シャフトの軸心を通る平面によって２分割可能な一対の半割り体からなることが好ましい。

以下、図面に示す実施形態１と２に基づいてこの発明を詳述する。
実施形態１
トルク測定装置の構成
図１はこの発明の実施形態１のトルク測定装置を示す正面図、図２はその上面図、図３はその側面図、図４は図２のＡ−Ａ矢視断面図である。これらの図に示すように、トルク測定装置１００は、回転トルクを伝達する駆動シャフト１１０の外周に着脱可能に装着され駆動シャフト１１０の捩れに応じて変形するカップリング１と、カップリング１に形成される磁歪膜９（図４）と、カップリング１の変形を磁歪膜９を介して磁気的に検出する検出器６と、検出器６を保持するブラケット２を備える。

ブラケット２は回転軸受け３，４を備え、ブラケット２は後述のように回転軸受け３，４を介してカップリング１に着脱可能に搭載されている。
カップリング１は駆動シャフト１１０の外周を覆い磁歪膜９を表面に有する筒状部１１と、筒状部１１の両端を駆動シャフト１１０に固定する固定部１２，１３（図４）とを備え、ブラケット２は回転軸受け３，４を介して筒状部１１に搭載されている。図３，図４に示すように、固定部１２，１３はそれぞれ、複数の爪を有する４つのすべり止め部材（アジャスタ）８を備える。

図５，図６，図７，図８は、それぞれ、図２のＢ−Ｂ，Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ，Ｅ−Ｅ矢視断面図である。
これらの図に示すようにカップリング１は、駆動シャフト１１０の軸心を通る平面によって２分割可能な１対のカップリング半割り体１ａ，１ｂから構成され、ブラケット２は、駆動シャフト１１０の軸心を通る平面によって２分割可能な１対のブラケット半割り体２ａ，２ｂから構成される。

なお、ブラケット半割り体２ａ，２ｂは、図５，図６に示すように、ヒンジ機構７によって結合され、ヒンジピン７１を中心に開閉可能に構成されている。
また、図１，図５に示すように、回転軸受け３，４も、それぞれ同様に駆動シャフト１１０の軸心を通る平面によって２分割可能な一対の軸受け半割り体３ａ（４ａ），３ｂ（４ｂ）から構成される。

図９はカップリング１の構造説明図であり、図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は側面図、図９（ｃ）は上面図である。
これらの図に示すようにカップリング１は、駆動シャフト１１０（図１）に装着するために、駆動シャフト１１０の外径より５／１００ｍｍ程度大きい内径を有する貫通孔１０を有する。

図９（ｃ）に示すように、カップリング１では、筒状部１１の中央の外周において、帯状領域１４に前述の磁歪膜９（図４）が形成される。
磁歪膜９は、例えばニッケル・鉄の合金を厚さ数十ミクロンでメッキすることにより形成される。なお、カップリング１の材料には、例えばアルミニウムが用いられる。

図９（ａ），（ｃ）に示すように、カップリング半割り体１ａには、貫通孔１０の軸に直交する方向に４つのボルト挿入孔１５が設けられ、カップリング半割り体１ｂには、それらに対応する４つのネジ孔１６が設けられている。

図９（ｃ）に示す固定部１２，１３は、それぞれすべり止め部材８（図３）を収容するための円筒形の凹部１７と、すべり止め部材８を駆動シャフト１１０へ押圧する押圧ボルト用の４つのネジ孔１８を備える。

図１０はブラケット２の構造説明図であり、図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は側面図、図１０（ｃ）は上面図である。
これらの図に示すように、ブラケット２は回転軸受け３，４を収容するための貫通孔２０を備える。また、前述のように、ブラケット２は一対のブラケット半割り体２ａ，２ｂからなり、それらの開閉可能に結合するヒンジ機構７を備える。ブラケット半割り体２ａ，２ｂはヒンジピン７１を中心に開閉可能である。

また、ブラケット半割り体２ａには、貫通孔２０の軸に直交する方向に４つのネジ孔２１が設けられ、ブラケット半割り体２ｂには、対応する４つのボルト挿入孔２２が設けられている。

図１０（ｃ）に示すように、ブラケット２の貫通孔２０の両側から回転軸受け３，４が挿入されるが、回転軸受け３，４にはそれぞれ回転軸受け３，４を固定する固定ボルト用の４つのネジ孔２３が設けられている。

また、図１０（ｃ）に示すように、ブラケット半割り体２ａには開口２４が形成され、検出器６が開口２４を貫通して磁歪膜９に対向するように設置されるようになっている。
なお、ブラケット２の材料には、例えばアルミニウムが用いられる。

図１１は検出器支持体５と検出器６の構造説明図であり、図１１（ａ）は正面図、図１１（ｂ）は側面図、図１１（ｃ）は上面図である。
これらの図に示すように検出器６は、本体６１と取付けボルト６２とナット６３を備え、支持体５に取付け穴５１を介して固定される。
また、支持体５は支持体５をブラケット半割り体２ａに固定するボルトを挿入するための４つのボルト挿入孔５２を備える。

図１２は回転軸受け３，４の一方を示す構造説明図であり、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）は側面図である。この回転軸受け３，４には、例えば、無給油ブッシュが用いられる。
回転軸受け３（４）は、フランジ部３１と円筒部３２からなり、フランジ部３１には４つのボルト挿入孔３３が設けられている。
また、回転軸受け３（４）は、円筒部３２の軸心を通る平面によって２分割される一対の半割り体３ａ（４ａ），３ｂ（４ｂ）から構成される。

図１３は、検出器６の検出回路を示すブロック図であり、検出器６は磁歪膜９を励磁する励磁コイル６４と、磁歪膜９の磁気特性の変化を検出する検出コイル６５とを直交配置したものである。

電源回路６６から駆動電圧が発振回路６７と検波回路６８に供給される。発振回路６７は２０ｋＨｚ程度の交流電流を励磁コイル６４に供給し、検出コイル６５から得られる検出信号は検波回路６８によって検波され、出力回路６９で平滑化され、直流電圧として出力される。

図１４は検出器６の検出特性の一例を示す。
この特性は、直径３０ｍｍの鋼材（Ｓ４５Ｃ）の丸棒の表面に磁歪膜としてニッケル・鉄の合金メッキ（膜厚22.6μｍ）を施し、この丸棒に0〜1000N・mのトルクを印加したときに得られるトルク−出力電圧特性である。

トルク測定装置の組立てと使用方法
このような構成におけるトルク測定装置１００の組立てと使用方法について説明する。
まず、図９に示すカップリング１をカップリング半割り体１ａと１ｂに分割し、測定対象の駆動シャフト１１０の上下から嵌め込み、両者の位置を合わせる。

次に、半割り体１ａのボルト挿入孔１５を介して半割り体１ｂのネジ穴１６に図７に示すカップリング締付けボルト２６をねじ込んで、半割り体１ａと１ｂを一体化して駆動シャフト１１０に装着する。なお、図９に示すカップリング１の溝部１４には予め磁歪膜９が形成されているものとする。

次に、図９（ｃ）に示す固定部１２，１３の各凹部１７に４つのすべり止め部材８を図８のように挿入し、図９（ｂ）に示すネジ穴１８に図８に示すようにすべり止め部材押圧ボルト１９をねじ込んで、各すべり止め部材８を駆動シャフト１１０に押し付け、それによってカップリング１を駆動シャフト１１０に固着させる。
なお、多少外径の異なる駆動シャフト１１０に対してはすべり止め部材８を適当なサイズのものに交換することにより対応することができる。

次に、図１１に示すように検出器６を支持体５に固定し、図１０に示すブラケット２の半割り体２ａに支持体５を搭載し、検出器６の本体６１を開口２４（図１０（ｃ））から露出させる。支持体５の４つのボルト挿入孔５２を介して支持体固定ボルト５３を図６に示すようにネジ孔２１へねじ込み、支持体５を半割り体２ａに固定する。

次に、図１０に示すブラケット２の貫通孔２０の両端から図１２に示す回転軸受け３，４を挿入し、ボルト挿入孔３３を介して図示しない固定ボルトを図１０（ａ），（ｂ）に示すネジ孔２３にねじ込み、回転軸受け３，４を、半割り位置がブラケット２のそれに一致するように、ブラケット２に固定する。

次に、ブラケット半割体２ａ，２ｂをヒンジ機構７によってヒンジピン７１を中心に開き、カップリング１に筒状部１１（図９（ｃ））を包むように装填する。半割り体２ａ，２ｂを閉じて、図１０に示す半割体２ｂのボルト挿入孔２２を介してネジ孔２１に図６に示すようにブラケット締付けボルト２５をねじ込む。それによって、ブラケット２は回転軸受け３，４を介してカップリング１に装填される。この時、検出器６と磁歪膜９とのギャップ（間隔）は、0.3±0.05mmに保持される。

トルク計測時には、ブラケット２が駆動シャフト１１０と共に回転しないように、図示しない簡単な固定部材により固定される。
駆動シャフト１１０が回転すると、それに伴ってカップリング１が回転し、ブラケット２は回転軸受け３，４を介して静止状態に維持される。

駆動シャフト１１０が回転トルクを伝達して捩れが生じると、その捩れに対応してカップリング１の筒状部１１が捩れる。筒状部１１の捩れは磁歪膜９を介して検出器６により検出され、検出回路を介して出力される。それによって駆動シャフト１０の伝達トルクが計測される。

そこで、トルクの測定が終了すると、まず、ブラケット締付けボルト２５（図６）をゆるめて、ブラケット２から除去する。次に、ブラケット半割り体２ａ，２ｂを開いてカップリング１（図４）からブラケット２を取り去る。

次に、すべり止め部材押圧ボルト１９（図８）をゆるめて、すべり止め部材をカップリング１から除去する。
次に、カップリング締付けボルト２６（図７）をゆるめて、カップリング１から除去し、カップリング半割り体１ａ，１ｂを開いて駆動シャフト１１０から取りはずす。このようにして、トルク測定装置１００（図１）は駆動シャフト１１０から取りはずされる。

実施形態２
この実施形態の特徴は、構成を簡略化するため、実施形態１において回転軸受け３，４を除去し、カップリング１の駆動シャフト１１０への締め付け機構をカップリング１から分離した点にある。

トルク測定装置の構成
図１５はこの発明の実施形態２のトルク測定装置を示す正面図、図１６はその上面図、図１７はその側面図、図１８は図１６のＦ−Ｆ矢視断面図である。これらの図に示すように、トルク測定装置２００は、回転トルクを伝達する駆動シャフト１１０の外周に着脱可能に装着され駆動シャフト１１０の捩れに応じて変形するカップリング１０１と、カップリング１０１に形成される磁歪膜１０９（図１８）と、カップリング１０１の変形を磁歪膜１０９を介して磁気的に検出する検出器１０６と、検出器１０６を保持するブラケット１０２を備える。

ブラケット１０２は、図１８に示すようにカップリング１０１の回転方向に摺動可能にカップリング１０１の軸方向の中央部に搭載されている。また、ブラケット１０２は、後述するようにカップリング１に着脱可能である。

カップリング１０１は駆動シャフト１１０の全外周を覆い、磁歪膜１０９を表面の検出器１０６と対向する部分に有する。
カップリング１０１は、ブラケット１０２を挟んで両側に設けられる固定バンド１０３，１０４によって駆動シャフト１１０に締め付けられ固着される。

図１９はカップリング１０１の構造説明図であり、図１９（ａ）は正面図、図１９（ｂ）は側面図である。
これらの図に示すようにカップリング１０１は、駆動シャフト１１０（図１）に締め付けにより固着されるように、駆動シャフト１１０の外径に等しい内径のパイプを軸方向に２分割してカップリング半割り体１０１ａ，１０１ｂを形成し、締め代としてギャップＧ１を設けたものである。

図１９（ｂ）に示すように、カップリング１０１では、中央の外周面に前述の磁歪膜１０９が形成される。
磁歪膜９は、たとえばニッケル・鉄の合金を厚さ数十ミクロンでメッキすることにより、カップリング半割り体１０１ａ，１０１ｂの少なくとも一方に形成される。また、磁歪膜１０９以外の外周面には、潤滑性と耐摩耗性に優れた、例えばＮｉ−Ｂ無電解メッキが施される。なお、カップリング１の材料には、例えば、アルミニウム合金（JIS・A7075）が用いられる。

図２０は固定バンド１０３（１０４）の構造説明図であり、図２０（ａ）は正面図、図２０（ｂ）は図２０（ａ）のＧ−Ｇ矢視図である。

これらの図に示すように、固定バンド１０３（１０４）は、カップリング１０１を駆動シャフト１１０に締め付けて固着するように、カップリング１０１の外径に等しい内径を有する２つのリング状部材をそれぞれ軸方向に２分割して２組の固定バンド半割り体（１０３ａ，１０３ｂ），（１０４ａ，１０４ｂ）を形成し、締め代としてギャップＧ２を設けたものである。

なお、固定バンド半割り体１０３ａ，１０３ｂ（１０４ａ，１０４ｂ）は、それぞれ、一対のボルト挿入孔１１２とネジ孔１１３を備える。固定バンド１０３（１０４）の材料には、例えば、アルミニウム合金（JIS・A5052）が用いられる。

図２１はブラケット１０２の構造説明図であり、図２１（ａ）は正面図、図２１（ｂ）は側面図、図２１（ｃ）は上面図である。
これらの図に示すように、ブラケット１０２はカップリング１０１を回転可能に収容するための貫通孔１２０を備える。また、ブラケット１０２は一対のブラケット半割り体１０２ａ，１０２ｂからなり、それらの開閉可能に結合するヒンジ機構１０７を備える。ブラケット半割り体１０２ａ，１０２ｂはヒンジピン１７１を中心に開閉可能である。

また、ブラケット半割り体１０２ａには、貫通孔１２０の軸に直交する方向に４つのネジ孔１１６が設けられ、ブラケット半割り体１０２ｂには、対応する４つのボルト挿入孔１１５が設けられている。
なお、ブラケット１０２の材料には、例えば、アルミニウム合金（JIS・A5052）が用いられる。

ブラケット半割り体１０２ａには貫通孔１２０の軸に直交して貫通孔１２４が設けられ、貫通孔１２４には図１８に示すように検出器１０６が挿入されて、図示しない固定手段によって固定される。
貫通孔１２０の内周面１２１には、図２１（ｃ）に示すように中央部にリング状凹部１１１が形成され、ブラケット１０２がカップリング１０１に装着されたときに、ブラケット２の内周面がカップリング１０１の磁歪膜１０９に直接接触しないようになっている。

また、内周面１２１には、カップリング１０１の外周面と同様に潤滑性と耐摩耗性に富むメッキが施されると共に、内周面１２１はカップリング１０１の外周面（メッキ面）に対して適当なクリアランスを有する。従って、カップリング１０１が高速回転しても、ブラケット１０２は回転することなくカップリング１０１上を摺動して検出器１０６を静止状態支持することが可能となる。
なお、検出器１０６の測定タイミングを検出するための回転角度センサなどをブラケット１０２に検出器１０６に隣接して設けることもできる。

トルク測定装置の組立と使用方法
このような構成におけるトルク測定装置２００の組立と使用方法について説明する。
まず、図１９に示すカップリング１０１をカップリング半割り体１０１ａと１０１ｂに分割し、測定対象の駆動シャフト１１０に嵌め込み、両者の位置を合わせる。

次に、図２０に示す固定バンド１０３，１０４をそれぞれ図１６に示すようにカップリング１０１の両端部に装着し、４本の固定バンド締め付けボルト１１４をボルト挿入孔１１２を介してネジ孔１１３にねじ込んで、カップリング１０１を駆動シャフト１１０に固着させる。

次に、図２１に示すブラケット１０２を図１６に示すようにカップリング１０１の中央部、つまり固定バンド１０３と１０４の間に装着してブラケット締め付けボルト１１７（図１５）をボルト挿入孔１１５を介してネジ孔１１６にねじ込んで、ブラケット１０２をカップリング１０１に装着する。なお、ブラケット１０２と固定バンド１０３，１０４との間には適当なクリアランスを設けることが好ましい。

トルク計測時には、ブラケット１０２は、駆動シャフト１１０と共に回転しないように、図示しない簡単な固定部材により固定される。
駆動シャフト１１０が回転すると、それに伴ってカップリング１０１が回転し、ブラケット１０２は静止状態に維持される。駆動シャフト１１０が回転トルクを伝達して捩れが生じると、その捩れに対応してカップリング１０１が捩れる。そのねじれは磁歪膜１０９を介して検出器１０６により検出され、実施形態１と同様の検出回路を介して出力される。それによって駆動シャフト１１０の伝達トルクが計測される。

そこで、トルクの測定が終了すると、まず、ブラケット締め付けボルト１１７をゆるめてブラケット半割り体１０２ａ，１０２ｂを開き、カップリング１０１からブラケット１０２を取り去る。
次に、固定バンド締め付けボルト１１４をゆるめて、固定バンド１０３，１０４と、カップリング１０１を除去する。

実施形態１と２の変形例としては、次のように構成されるものが挙げられる。
（１）ブラケットに検出器と、検出器用アンプとを組込んで一体型にする。
（２）カップリングを駆動シャフトに樹脂によって接着固定するようにする。
（３）カップリングと、ブラケットと、検出器と、検出器用アンプとを組込んで一体型にする。
（４）ブラケット自体を軸受け材で形成する。

また、この発明のトルク測定装置の用途としては、次のようなものが挙げられる。
自動車関連：ドライブシャフト、トランスミッションのトルク測定
ドライブシャフトの試験ベンチ及び実車走行試験のトルク測定
船舶関連：シャフトのトルク測定
航空機関連：シャフトのトルク測定
産業機械：電気モータ軸のトルク検出
攪拌機：オートクレープのトルク測定
建設機械：シャフトのトルク測定
構造材：クリープ測定
発電設備：風力発電、ガスタービンのシャフトのトルク測定

１ カップリング
１ａ，１ｂ カップリング半割り体
２ ブラケット
２ａ，２ｂ ブラケット半割り体
３，４ 回転軸受け
３ａ，３ｂ 軸受け半割り体
４ａ，４ｂ 軸受け半割り体
５ 検出器支持体
６ 検出器
７ ヒンジ機構
８ すべり止め部材
９ 磁歪膜
１０ 貫通孔
１１ 筒状部
１２，１３ 固定部
１４ 領域
１５ ボルト挿入孔
１６ ネジ孔
１７ 凹部
１８ ネジ孔
１９ すべり止め部材押圧ボルト
２０ 貫通孔
２１ ネジ孔
２２ ボルト挿入孔
２３ ネジ孔
２４ 開口
２５ ブラケット締付けボルト
２６ カップリング締付けボルト
３３ ボルト挿入孔
５１ 取付け穴
５２ ボルト挿入孔
５３ 支持体固定ボルト
６１ 本体
６２ 取付けボルト
６３ ナット
６４ 励磁コイル
６５ 検出コイル
７１ ヒンジピン
１００ トルク測定装置
１１０ 駆動シャフト
１０１ カップリング
１０１ａ，１０１ｂ カップリング半割り体
１０２ ブラケット
１０２ａ，１０２ｂ ブラケット半割り体
１０３，１０４ 固定バンド
１０３ａ，１０３ｂ 固定バンド半割り体
１０４ａ，１０４ｂ 固定バンド半割り体
１０６ 検出器
１０７ ヒンジ機構
１０９ 磁歪膜
１１１ リング状凹部
１１２ ボルト挿入孔
１１３ ネジ孔
１１４ 固定バンド締め付けボルト
１１５ ボルト挿入孔
１１６ ネジ孔
１１７ ブラケット締め付けボルト
１２０，１２４ 貫通孔
１７１ ヒンジピン
２００ トルク測定装置
１２１ 内周面

Claims (9)

1. 回転トルクを伝達する駆動シャフトの外周に着脱可能に装着され駆動シャフトの捩れに応じて変形するカップリングと、カップリングに形成される磁歪膜と、カップリングの変形を磁歪膜を介して磁気的に検出する検出器とを備えるトルク測定装置。
2. ブラケットと回転軸受けとをさらに備え、ブラケットが前記検出器を保持し、かつ、回転軸受けを介してカップリングに着脱可能に搭載されてなる請求項１に記載のトルク測定装置。
3. カップリングは駆動シャフトの外周を覆い前記磁歪膜を表面に有する筒状部と、筒状部の両端を駆動シャフトに固定する一対の固定部とからなり、ブラケットは前記回転軸受けを介して筒状部に搭載される請求項２に記載のトルク測定装置。
4. 前記固定部は複数の爪を有するすべり止め部材と、すべり止め部材を駆動シャフトに係止させる締結部材を備える請求項３に記載のトルク測定装置。
5. カップリングおよびブラケットの各々が、駆動シャフトの軸心を通る平面によって２分割可能な一対の半割り体からなる請求項２〜４のいずれか１つに記載のトルク測定装置。
6. ブラケットをさらに備え、ブラケットが、前記カップリングの回転方向に摺動可能にカップリングに搭載され、かつ、前記検出器を保持する請求項１記載のトルク測定装置。
7. ブラケットはカップリングに着脱可能に搭載される請求項６記載のトルク測定装置。
8. カップリングを駆動シャフトに固定する固定バンドをさらに備える請求項６又は７記載のトルク測定装置。
9. カップリング、ブラケット及び固定バンドの少なくとも１つが、駆動シャフトの軸心を通る平面によって２分割可能な一対の半割り体からなる請求項８記載のトルク測定装置。

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