JP2012037300A - トルクセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】左側支持体10と右側支持体20との間に環状変形体30を配置する。環状変形体30の左側面の上下2箇所には、左側支持体10から右方へ突出した凸状部11,12が接合され、環状変形体30の右側面の左右2箇所には、右側支持体20から左方へ突出した凸状部21,22が接合される。右側支持体20に負荷がかかった状態で、左側支持体10にZ軸まわりのトルクが作用すると、環状変形体30は楕円状に変形し、その内周面の長軸位置はZ軸から離れ、短軸位置はZ軸に近づく。この内周面の長軸位置および短軸位置には図示しない変位電極が形成され、各変位電極に対向する位置には図示しない固定電極が配置され、各固定電極は右側支持体20に固定される。作用したトルクは、各変位電極と各固定電極とによって構成される容量素子の静電容量値の変動として検出される。
【選択図】図1
Description
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、回転軸が挿通する貫通開口部を有する環状変形体と、
回転軸が左右に伸びる水平線をなすような基準観察方向から見たときに、環状変形体の左側に隣接する位置に配置された左側支持体と、
基準観察方向から見たときに、環状変形体の右側に隣接する位置に配置された右側支持体と、
環状変形体の左側の側面上の左側接続点を、左側支持体に接続する左側接続部材と、
環状変形体の右側の側面上の右側接続点を、右側支持体に接続する右側接続部材と、
環状変形体の内周面もしくは外周面に固定され、環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる変位電極と、
変位電極に対向する位置に配置され、左側支持体もしくは右側支持体に固定された固定電極と、
変位電極と固定電極とによって構成される容量素子の静電容量値の変動量に基づいて、右側支持体および左側支持体の一方に負荷がかかった状態において他方に作用した回転軸まわりのトルクを示す電気信号を出力する検出回路と、
を設け、
回転軸に直交する投影面についての左側接続点の正射影投影像と右側接続点の正射影投影像とが異なる位置に形成されるようにしたものである。
環状変形体の左側の側面上に第1の左側接続点および第2の左側接続点が設けられ、
左側接続部材は、第1の左側接続点を左側支持体に接続する第1の左側接続部材と、第2の左側接続点を左側支持体に接続する第2の左側接続部材と、を有し、
環状変形体の右側の側面上に第1の右側接続点および第2の右側接続点が設けられ、
右側接続部材は、第1の右側接続点を右側支持体に接続する第1の右側接続部材と、第2の右側接続点を右側支持体に接続する第2の右側接続部材と、を有し、
回転軸に直交する投影面に環状変形体を投影して正射影投影像を得た場合に、環状変形体の輪郭に沿った環状路に、第1の左側接続点、第1の右側接続点、第2の左側接続点、第2の右側接続点の順に、各接続点の正射影投影像が配置されているようにしたものである。
回転軸に直交する投影面上に、回転軸の投影点を通り互いに直交する2直線を引いた場合に、第1の左側接続点および第2の左側接続点の正射影投影像が第1の直線上に配置され、第1の右側接続点および第2の右側接続点の正射影投影像が第2の直線上に配置されているようにしたものである。
左側支持体および右側支持体として、中心部に貫通開口部を有する環状の構造体を用い、回転軸に沿って、左側支持体、環状変形体、右側支持体の各貫通開口部を貫く挿通孔が確保されるようにしたものである。
環状変形体が、回転軸を中心軸として配置された円盤の中央部に、より径の小さな同心円盤の形状をした貫通開口部を形成することにより得られる円環状の部材からなるようにしたものである。
左側支持体および右側支持体が、回転軸を中心軸として配置された円盤の中央部に、より径の小さな同心円盤の形状をした貫通開口部を形成することにより得られる円環状の部材からなるようにしたものである。
変位電極を、環状変形体の内周面に形成された導電層によって構成し、
固定電極を、この導電層に対向する位置に配置され、左側支持体もしくは右側支持体から回転軸に沿った方向に突き出した導電板によって構成したものである。
環状変形体の各部分のうち、所定回転方向のトルクが作用したときに、回転軸に近づく方向に変位する第1の部分に固定された第1の変位電極と、回転軸から離れる方向に変位する第2の部分に固定された第2の変位電極と、第1の変位電極に対向する位置に配置された第1の固定電極と、第2の変位電極に対向する位置に配置された第2の固定電極と、を有し、
検出回路が、第1の変位電極と第1の固定電極とによって構成される第1の容量素子の静電容量値と、第2の変位電極と第2の固定電極とによって構成される第2の容量素子の静電容量値と、の差に相当する電気信号を、作用したトルクを示す電気信号として出力するようにしたものである。
所定回転方向のトルクが作用したときに、電極間隔が狭まる容量素子を構成する一対の電極の実効対向面積が増加し、電極間隔が広がる容量素子を構成する一対の電極の実効対向面積が減少するように、互いに対向する変位電極と固定電極とをオフセットをもたせて配置するようにしたものである。
所定回転方向のトルクが作用した結果、固定電極に対する変位電極の相対位置が変化した場合にも、容量素子を構成する一対の電極の実効対向面積が変化しないように、固定電極および変位電極のうちの一方の面積を他方の面積よりも大きく設定するようにしたものである。
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、回転軸が挿通する貫通開口部を有し、環状変形体の内側に配置された内側環状変形体と、
内側環状変形体の左側の側面上の内側左側接続点を左側支持体に接続する内側左側接続部材と、
内側環状変形体の右側の側面上の内側右側接続点を右側支持体に接続する内側右側接続部材と、
内側環状変形体の内周面もしくは外周面に固定され、内側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる内側変位電極と、
内側変位電極に対向する位置に配置され、左側支持体もしくは右側支持体に固定された内側固定電極と、
を更に設け、
回転軸に直交する投影面についての内側左側接続点の正射影投影像と内側右側接続点の正射影投影像とが異なる位置に形成されるようにし、
検出回路が、内側変位電極と内側固定電極とによって構成される容量素子の静電容量値の変動量を更に利用して、回転軸まわりのトルクを示す電気信号を出力するようにしたものである。
XYZ三次元座標系におけるZ軸まわりのトルクを検出するために、環状変形体が原点Oを中心としてXY平面上に配置され、左側支持体がZ軸負領域に配置され、右側支持体がZ軸正領域に配置され、
環状変形体のZ軸負側の側面上に第1の左側接続点および第2の左側接続点が設けられ、
左側接続部材は、第1の左側接続点を左側支持体に接続する第1の左側接続部材と、第2の左側接続点を左側支持体に接続する第2の左側接続部材と、を有し、
環状変形体のZ軸正側の側面上に第1の右側接続点および第2の右側接続点が設けられ、
右側接続部材は、第1の右側接続点を右側支持体に接続する第1の右側接続部材と、第2の右側接続点を右側支持体に接続する第2の右側接続部材と、を有し、
環状変形体の両側面をXY平面上に投影して正射影投影像を得た場合に、第1の右側接続点の投影像が正のX軸上、第2の右側接続点の投影像が負のX軸上、第1の左側接続点の投影像が正のY軸上、第2の左側接続点の投影像が負のY軸上に配置されているようにしたものである。
環状変形体が、Z軸を中心軸として配置された円盤の中央部に、より径の小さな同心円盤の形状をした貫通開口部を形成することにより得られる円環状の部材からなるようにしたものである。
XY平面上に、原点Oを通りX軸およびY軸に対して45°をなすV軸およびW軸を定義した場合に、V軸上に配置された第1の変位電極および第1の固定電極と、W軸上に配置された第2の変位電極および第2の固定電極と、を有し、
検出回路が、第1の変位電極と第1の固定電極とによって構成される第1の容量素子の静電容量値と、第2の変位電極と第2の固定電極とによって構成される第2の容量素子の静電容量値と、の差に相当する電気信号を、作用したトルクを示す電気信号として出力するようにしたものである。
所定回転方向のトルクの作用により環状変形体のXY平面上への正射影投影像の輪郭が円から楕円に変化する場合に、この楕円の短軸方向にV軸、長軸方向にW軸をとり、
トルクが作用していない状態において、第1の固定電極の位置が、第1の変位電極の位置に比べて、所定回転方向に所定のオフセット量だけずれ、第2の固定電極の位置が、第2の変位電極の位置に比べて、所定回転方向とは逆の方向に所定のオフセット量だけずれているようにしたものである。
XY平面上に、原点Oを通りX軸およびY軸に対して45°をなし、符号をもったV軸およびW軸を定義した場合に、正のV軸上に配置された第1の変位電極および第1の固定電極と、正のW軸上に配置された第2の変位電極および第2の固定電極と、負のV軸上に配置された第3の変位電極および第3の固定電極と、負のW軸上に配置された第4の変位電極および第4の固定電極と、を有し、
検出回路が、「第1の変位電極と第1の固定電極とによって構成される第1の容量素子の静電容量値と、第3の変位電極と第3の固定電極とによって構成される第3の容量素子の静電容量値と、の和」と、「第2の変位電極と第2の固定電極とによって構成される第2の容量素子の静電容量値と、第4の変位電極と第4の固定電極とによって構成される第4の容量素子の静電容量値と、の和」と、の差に相当する電気信号を、作用したトルクを示す電気信号として出力するようにしたものである。
所定回転方向のトルクの作用により環状変形体のXY平面上への正射影投影像の輪郭が円から楕円に変化する場合に、この楕円の短軸方向にV軸、長軸方向にW軸をとり、
トルクが作用していない状態において、第1の固定電極の位置が、第1の変位電極の位置に比べて、所定回転方向に所定のオフセット量だけずれ、第2の固定電極の位置が、第2の変位電極の位置に比べて、所定回転方向とは逆の方向に所定のオフセット量だけずれ、第3の固定電極の位置が、第3の変位電極の位置に比べて、所定回転方向に所定のオフセット量だけずれ、第4の固定電極の位置が、第4の変位電極の位置に比べて、所定回転方向とは逆の方向に所定のオフセット量だけずれているようにしたものである。
所定回転方向のトルクが作用した結果、固定電極に対する変位電極の相対位置が変化した場合にも、容量素子を構成する一対の電極の実効対向面積が変化しないように、固定電極および変位電極のうちの一方の面積を他方の面積よりも大きく設定したものである。
各変位電極を、環状変形体の内周面に形成された共通導電層によって構成したものである。
環状変形体を導電性の弾性材料によって構成し、環状変形体の内周面自身を共通導電層として用いるようにしたものである。
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、Z軸が挿通する貫通開口部を有し、原点Oを中心としてXY平面上に、環状変形体の内側にくるように配置された内側環状変形体を更に設け、
内側環状変形体のZ軸負側の側面上に第1の内側左側接続点および第2の内側左側接続点が設けられ、
内側環状変形体のZ軸正側の側面上に第1の内側右側接続点および第2の内側右側接続点が設けられ、
第1の内側左側接続点を左側支持体に接続する第1の内側左側接続部材と、第2の内側左側接続点を左側支持体に接続する第2の内側左側接続部材と、第1の内側右側接続点を右側支持体に接続する第1の内側右側接続部材と、第2の内側右側接続点を右側支持体に接続する第2の内側右側接続部材と、
内側環状変形体の内周面もしくは外周面に固定され、内側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる内側変位電極と、
内側変位電極に対向する位置に配置され、左側支持体もしくは右側支持体に固定された内側固定電極と、
を更に設け、
内側環状変形体の両側面をXY平面上に投影して正射影投影像を得た場合に、第1の内側右側接続点の投影像が正のY軸上、第2の内側右側接続点の投影像が負のY軸上、第1の内側左側接続点の投影像が正のX軸上、第2の内側左側接続点の投影像が負のX軸上に配置されており、
検出回路が、内側変位電極と内側固定電極とによって構成される容量素子の静電容量値の変動量を更に利用して、回転軸まわりのトルクを示す電気信号を出力するようにしたものである。
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、回転軸が挿通する貫通開口部を有する外側環状変形体と、
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、回転軸が挿通する貫通開口部を有し、外側環状変形体の内側に配置された内側環状変形体と、
回転軸が左右に伸びる水平線をなすような基準観察方向から見たときに、外側環状変形体および内側環状変形体の左側に隣接する位置に配置された左側支持体と、
基準観察方向から見たときに、外側環状変形体および内側環状変形体の右側に隣接する位置に配置された右側支持体と、
外側環状変形体の左側の側面上の外側左側接続点を、左側支持体に接続する外側左側接続部材と、
外側環状変形体の右側の側面上の外側右側接続点を、右側支持体に接続する外側右側接続部材と、
内側環状変形体の左側の側面上の内側左側接続点を、左側支持体に接続する内側左側接続部材と、
内側環状変形体の右側の側面上の内側右側接続点を、右側支持体に接続する内側右側接続部材と、
外側環状変形体の内周面に固定され、外側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる外側変位電極と、
外側変位電極に対向するように、内側環状変形体の外周面に固定され、内側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる内側変位電極と、
外側変位電極と内側変位電極とによって構成される容量素子の静電容量値の変動量に基づいて、右側支持体および左側支持体の一方に負荷がかかった状態において他方に作用した回転軸まわりのトルクを示す電気信号を出力する検出回路と、
を設け、
回転軸に直交する投影面について、外側左側接続点の正射影投影像と外側右側接続点の正射影投影像とが異なる位置に形成され、内側左側接続点の正射影投影像と内側右側接続点の正射影投影像とが異なる位置に形成されるようにしたものである。
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、Z軸が挿通する貫通開口部を有し、原点Oを中心としてXY平面上に配置された外側環状変形体と、
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、Z軸が挿通する貫通開口部を有し、原点Oを中心としてXY平面上に配置され、かつ、外側環状変形体の貫通開口部内に配置された内側環状変形体と、
外側環状変形体および内側環状変形体のZ軸負領域側に隣接する位置に配置された左側支持体と、
外側環状変形体および内側環状変形体のZ軸正領域側に隣接する位置に配置された右側支持体と、
を設け、
外側環状変形体のZ軸負側の側面上に、第1の外側左側接続点および第2の外側左側接続点が設けられ、外側環状変形体のZ軸正側の側面上に、第1の外側右側接続点および第2の外側右側接続点が設けられ、
内側環状変形体のZ軸負側の側面上に、第1の内側左側接続点および第2の内側左側接続点が設けられ、内側環状変形体のZ軸正側の側面上に、第1の内側右側接続点および第2の内側右側接続点が設けられ、
第1の外側左側接続点を左側支持体に接続する第1の外側左側接続部材と、第2の外側左側接続点を左側支持体に接続する第2の外側左側接続部材と、第1の外側右側接続点を右側支持体に接続する第1の外側右側接続部材と、第2の外側右側接続点を右側支持体に接続する第2の外側右側接続部材と、
第1の内側左側接続点を左側支持体に接続する第1の内側左側接続部材と、第2の内側左側接続点を左側支持体に接続する第2の内側左側接続部材と、第1の内側右側接続点を右側支持体に接続する第1の内側右側接続部材と、第2の内側右側接続点を右側支持体に接続する第2の内側右側接続部材と、
外側環状変形体の内周面に固定され、外側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる外側変位電極と、
内側環状変形体の外周面における外側変位電極に対向する位置に固定され、内側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる内側変位電極と、
外側変位電極と内側変位電極とによって構成される容量素子の静電容量値の変動量に基づいて、右側支持体および左側支持体の一方に負荷がかかった状態において他方に作用したZ軸まわりのトルクを示す電気信号を出力する検出回路と、
を更に設け、
外側環状変形体および内側環状変形体の両側面をXY平面上に投影して正射影投影像を得た場合に、第1の外側右側接続点の投影像が正のX軸上、第2の外側右側接続点の投影像が負のX軸上、第1の外側左側接続点の投影像が正のY軸上、第2の外側左側接続点の投影像が負のY軸上、第1の内側右側接続点の投影像が正のY軸上、第2の内側右側接続点の投影像が負のY軸上、第1の内側左側接続点の投影像が正のX軸上、第2の内側左側接続点の投影像が負のX軸上に配置されているようにしたものである。
外側環状変形体および内側環状変形体が、Z軸を中心軸として配置された円盤の中央部に、より径の小さな同心円盤の形状をした貫通開口部を形成することにより得られる円環状の部材からなるようにしたものである。
左側支持体および右側支持体として、中心部に貫通開口部を有する環状の構造体を用い、Z軸に沿って、左側支持体、内側環状変形体、右側支持体の各貫通開口部を貫く挿通孔が確保されるようにしたものである。
XY平面上に、原点Oを通りX軸およびY軸に対して45°をなすV軸およびW軸を定義した場合に、V軸上に配置された第1の外側変位電極および第1の内側変位電極と、W軸上に配置された第2の外側変位電極および第2の内側変位電極と、を設け、
検出回路が、第1の外側変位電極と第1の内側変位電極とによって構成される第1の容量素子の静電容量値と、第2の外側変位電極と第2の内側変位電極とによって構成される第2の容量素子の静電容量値と、の差に相当する電気信号を、作用したトルクを示す電気信号として出力するようにしたものである。
XY平面上に、原点Oを通りX軸およびY軸に対して45°をなし、符号をもったV軸およびW軸を定義した場合に、正のV軸上に配置された第1の外側変位電極および第1の内側変位電極と、正のW軸上に配置された第2の外側変位電極および第2の内側変位電極と、負のV軸上に配置された第3の外側変位電極および第3の内側変位電極と、負のW軸上に配置された第4の外側変位電極および第4の内側変位電極と、を設け、
検出回路が、「第1の外側変位電極と第1の内側変位電極とによって構成される第1の容量素子の静電容量値と、第3の外側変位電極と第3の内側変位電極とによって構成される第3の容量素子の静電容量値と、の和」と、「第2の外側変位電極と第2の内側変位電極とによって構成される第2の容量素子の静電容量値と、第4の外側変位電極と第4の内側変位電極とによって構成される第4の容量素子の静電容量値と、の和」と、の差に相当する電気信号を、作用したトルクを示す電気信号として出力するようにしたものである。
各外側変位電極を、外側環状変形体の内周面に形成された共通導電層によって構成するか、もしくは、各内側変位電極を、内側環状変形体の外周面に形成された共通導電層によって構成したものである。
外側環状変形体を導電性の弾性材料によって構成し、外側環状変形体の内周面自身を共通導電層として用いるようにするか、もしくは、内側環状変形体を導電性の弾性材料によって構成し、内側環状変形体の外周面自身を共通導電層として用いるようにしたものである。
左側接続部材が、左側支持体の右側面から右方に突出した凸状部によって構成され、右側接続部材が、右側支持体の左側面から左方に突出した凸状部によって構成され、各凸状部の頂面が環状変形体の各接続点に接合されているようにしたものである。
図1は、本発明の基本的な実施形態に係るトルクセンサの基本構造部の分解斜視図である。図示のように、この基本構造部は、左側支持体10と右側支持体20との間に、環状変形体30を配置し、これら3つの構成要素を相互に接合することによって構成される。ここでは、便宜上、図示のとおりXYZ三次元座標系を定義して、以下の説明を行うことにする。ここで、図の水平方向に描かれたZ軸が、検出対象となるトルクの回転軸に相当し、このトルクセンサは、この回転軸まわり(Z軸まわり)のトルクを検出する機能を果たすことになる。
続いて、ここでは、§1で述べた基本構造体にトルクが作用した場合、各部がどのように変形するかを考えてみる。図7は、図2に示す基本構造部をXY平面で切断し、図2の左方向から見た断面図である。なお、この図7に示されたXY座標系は、通常のXY座標系を裏側から見たものになる(X軸正方向は図の左方向になる)。したがって、このXY座標系では、左上領域が第1象限、右上領域が第2象限、右下領域が第3象限、左下領域が第4象限になる。図示のI〜IVは、この座標系の各象限を示すものである。図にハッチングを施した断面部分は、環状変形体30の部分に相当し、その奥に、右側支持体20が見えている。図の点P11〜P22は、図4および図6に示した各接続点P11〜P22のXY平面上への正射影投影像である。
上述したとおり、本発明では、図2に示す基本構造体に、更に、容量素子と検出回路を付加し、トルクセンサを構成することになる。図8に示すように、トルクの作用により、環状変形体30は楕円に変形する。このような変形により、最も大きな変位を生じる部分は、V軸上に位置する部分あるいはW軸上に位置する部分であるから、環状変形体30の特定部分の変位に基づいて、環状変形体30の変形量(作用したトルクの大きさ)を測定するには、V軸上に位置する部分あるいはW軸上に位置する部分の変位を測定するのが最も効率的である。
§3では、図13に示す無負荷状態のセンサに対して、Z軸正まわりのトルクが作用すると、図14に示す変形状態へと遷移するので、この変形状態を、一対の容量素子C1,C2の静電容量値の変動により検出する基本原理を述べた。しかしながら、図14は、説明の便宜上、変位電極E31,E32の回転方向に関する変位を無視して描いた図であり、実際には、変位電極E31,E32の位置は、時計まわりに若干ずれ、オフセットを生じることになる。
§3では、円環状の環状変形体30をトルクの作用により楕円形に変形させる基本構造部を用いて、楕円の短軸方向および長軸方向にそれぞれV軸,W軸を定義し、V軸およびW軸の位置にそれぞれ容量素子を1組ずつ配置してトルクを検出する例を述べた。ここでは、合計4組の容量素子を用いて、検出精度を更に向上させた変形例を説明する。
§4では、トルクが作用した場合に、変位電極が回転方向に若干のずれを生じるため、対向する一対の変位電極/固定電極間にオフセットが生じ、容量素子の実効面積が変化する現象が生じることを説明し、その結果、検出感度の低下を招くことを説明した。そして、そのような感度低下を防ぐための工夫として、無負荷状態において、予め電極をオフセット配置しておく方法を述べた。ここでは、変位電極が回転方向に若干のずれを生じた場合にも、すなわち、固定電極に対する変位電極の相対位置が変化した場合にも、容量素子の実効面積に変化が生じないようにする工夫を述べることにする。
Fx=(C2+C3)−(C1+C4)
Fy=(C3+C4)−(C1+C2)
なる演算によって求めることも可能である。ここで、C1〜C4は、それぞれ容量素子C1〜C4の静電容量値である。このような演算によって、力Fx,Fyが求まる理由は、図28の表に示す結果を踏まえれば、容易に理解できよう。
Fx=(V2+V3)−(V1+V4)
Fy=(V3+V4)−(V1+V2)
なる演算を行う演算器を設けておけばよい。
これまで述べた実施形態では、個々の変位電極と個々の固定電極とを、それぞれ別個の物理的に独立した電極として形成していたが、複数の変位電極もしくは複数の固定電極を、単一の共通電極によって構成することも可能である。特に、各変位電極を、環状変形体30の内周面に形成された共通導電層によって構成すると、構造を単純化することができ、製造コストを低減することができる。
図31は、2組の環状変形体を用いた本発明の変形例に係るトルクセンサの基本構造部の分解斜視図である。図示のように、この基本構造部は、左側支持体60と右側支持体70との間に、2組の環状変形体80,90を配置し、これら4つの構成要素を相互に接合することによって構成される。ここで、図の水平方向に描かれたZ軸が、検出対象となるトルクの回転軸に相当し、このトルクセンサが、この回転軸まわり(Z軸まわり)のトルクを検出する機能を果たす点は、これまで述べてきた実施例と全く同じである。
さて、§8では、図31に示すように、外側環状変形体80と内側環状変形体90という2組の環状変形体を用いる変形例を述べた。このように、§8に示す例は、2組の環状変形体を用いてはいるが、個々の環状変形体を用いたトルク検出の原理は、これまで述べた基本的実施形態と全く同じである。すなわち、図32には、容量素子を構成する各電極の配置は描かれていないが、外側環状変形体80に関しては、その内周面もしくは外周面に変位電極を固定し、これに対向する固定電極を左側支持体もしくは右側支持体に固定し、変位電極と固定電極とによって容量素子を形成することになる。同様に、内側環状変形体90に関しても、その内周面もしくは外周面に変位電極を固定し、これに対向する固定電極を左側支持体もしくは右側支持体に固定し、変位電極と固定電極とによって容量素子を形成することになる。
図39は、2組の環状変形体を用いた更に別な変形例に係るトルクセンサのXY平面での断面図である。この変形例は、容量素子を構成する一方の電極を変位電極、他方の電極を固定電極とする例であり、この点において、§8で述べた変形例に類似している。実際、この変形例に係るトルクセンサの基本構造部は、§8で述べた変形例と全く同一であり、その分解斜視図は、図31に示すとおりである。ただ、§8で述べた変形例とは、電極の構成および配置が若干異なっている。
Mz=((C1−1)+(C1−2)+(C3−1)+(C3−2))
−((C2−1)+(C2−2)+(C4−1)+(C4−2))
なる式に基づく差分演算によって求めることができることになる。しかも、各容量素子を構成する電極の形状および配置が、XZ平面およびYZ平面に関して対称性を維持していれば、力Fxもしくは力Fyの作用によって生じる各容量素子の静電容量値の変動分は、上記差分演算によって相殺されるので、たとえ力Fxや力Fyが作用していたとしても、上記差分演算によって得られるZ軸まわりのモーメントMzの検出値は、他軸成分の干渉を受けない正確な値になる(Fz,Mx,Myの欄はすべて0であるから、これらの成分はもともと干渉を生じさせない)。
Fx=((C1−2)+(C2−1)+(C3−1)+(C4−2))
−((C1−1)+(C2−2)+(C3−2)+(C4−1))
なる式に基づく差分演算によって求めることができ、力Fyは、
Fy=((C1−2)+(C2−2)+(C3−1)+(C4−1))
−((C1−1)+(C2−1)+(C3−2)+(C4−2))
なる式に基づく差分演算によって求めることができる。なお、実際には、図21の検出回路に示すように、各静電容量値を、C/V変換器により電圧値に変換し、これら電圧値を用いて演算を行うことになる。
最後に、本発明についての更に別な変形例を列挙しておく。
11:凸状部(第1の左側接続部材)
12:凸状部(第2の左側接続部材)
20:右側支持体
21:凸状部(第1の右側接続部材)
22:凸状部(第2の右側接続部材)
30:環状変形体
30A:導電性材料からなる環状変形体
41,42:C/V変換回路
43:差分演算器
51〜54:C/V変換回路
55:演算器
60:左側支持体
61:凸状部(第1の外側左側接続部材)
62:凸状部(第2の外側左側接続部材)
63:凸状部(第1の内側左側接続部材)
64:凸状部(第2の内側左側接続部材)
70:右側支持体
72:凸状部(第2の外側右側接続部材)
80:外側環状変形体
80A:導電性材料からなる外側環状変形体
90:内側環状変形体
C1〜C4,C4A,C4B:容量素子
C1−1〜C4−2:容量素子
D21〜D24:絶縁板
E21〜E24,E21A〜E24A,E24B:固定電極(右側支持体20に固定)
E21S〜E24S:小面積固定電極(右側支持体20に固定)
E31〜E34,E31A〜E34A:変位電極(環状変形体30の内周面に固定)
E31L〜E34L:大面積変位電極(環状変形体30の内周面に固定)
E35:共通導電層
E81〜E84:外側変位電極(外側環状変形体80の内周面に固定)
E81L〜E84L:大面積外側変位電極(外側環状変形体80の内周面に固定)
E85:共通導電層
E91〜E94:内側変位電極(内側環状変形体90の外周面に固定)
E91L〜E94L:大面積内側変位電極(内側環状変形体90の外周面に固定)
E101〜E104:固定電極(右側支持体70に固定)
EL:大面積電極
ES:小面積電極
Fx:X軸方向の力
Fy:Y軸方向の力
Fz:Z軸方向の力
H10:左側支持体10に形成された貫通開口部
H20:右側支持体20に形成された貫通開口部
H30:環状変形体30に形成された貫通開口部
H60:左側支持体60に形成された貫通開口部
H70:右側支持体70に形成された貫通開口部
H80:外側環状変形体80に形成された貫通開口部
H90:内側環状変形体90に形成された貫通開口部
Mx:X軸まわりのモーメント
My:Y軸まわりのモーメント
Mz:Z軸まわりのモーメント(検出対象トルク)
O:XYZ三次元座標系の原点
P11〜P22:接続点/その投影像
T1,T2:出力端子
U:鉛直面
V:XY平面上でX軸およびY軸に対して45°をなす座標軸
V1〜V4:電圧
W:XY平面上でV軸に直交する座標軸
X:XYZ三次元座標系の座標軸
Y:XYZ三次元座標系の座標軸
Z:XYZ三次元座標系の座標軸
Claims (30)
- 所定の回転軸まわりのトルクを検出するトルクセンサであって、
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、前記回転軸が挿通する貫通開口部を有する環状変形体と、
前記回転軸が左右に伸びる水平線をなすような基準観察方向から見たときに、前記環状変形体の左側に隣接する位置に配置された左側支持体と、
前記基準観察方向から見たときに、前記環状変形体の右側に隣接する位置に配置された右側支持体と、
前記環状変形体の左側の側面上の左側接続点を、前記左側支持体に接続する左側接続部材と、
前記環状変形体の右側の側面上の右側接続点を、前記右側支持体に接続する右側接続部材と、
前記環状変形体の内周面もしくは外周面に固定され、前記環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる変位電極と、
前記変位電極に対向する位置に配置され、前記左側支持体もしくは前記右側支持体に固定された固定電極と、
前記変位電極と前記固定電極とによって構成される容量素子の静電容量値の変動量に基づいて、前記右側支持体および前記左側支持体の一方に負荷がかかった状態において他方に作用した前記回転軸まわりのトルクを示す電気信号を出力する検出回路と、
を備え、
前記回転軸に直交する投影面についての前記左側接続点の正射影投影像と前記右側接続点の正射影投影像とが異なる位置に形成されるようにしたことを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項1に記載のトルクセンサにおいて、
環状変形体の左側の側面上に第1の左側接続点および第2の左側接続点が設けられ、
左側接続部材は、前記第1の左側接続点を左側支持体に接続する第1の左側接続部材と、前記第2の左側接続点を左側支持体に接続する第2の左側接続部材と、を有し、
環状変形体の右側の側面上に第1の右側接続点および第2の右側接続点が設けられ、
右側接続部材は、前記第1の右側接続点を右側支持体に接続する第1の右側接続部材と、前記第2の右側接続点を右側支持体に接続する第2の右側接続部材と、を有し、
回転軸に直交する投影面に環状変形体を投影して正射影投影像を得た場合に、環状変形体の輪郭に沿った環状路に、第1の左側接続点、第1の右側接続点、第2の左側接続点、第2の右側接続点の順に、各接続点の正射影投影像が配置されていることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項2に記載のトルクセンサにおいて、
回転軸に直交する投影面上に、回転軸の投影点を通り互いに直交する2直線を引いた場合に、第1の左側接続点および第2の左側接続点の正射影投影像が第1の直線上に配置され、第1の右側接続点および第2の右側接続点の正射影投影像が第2の直線上に配置されていることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のトルクセンサにおいて、
左側支持体および右側支持体として、中心部に貫通開口部を有する環状の構造体を用い、回転軸に沿って、左側支持体、環状変形体、右側支持体の各貫通開口部を貫く挿通孔が確保されるようにしたことを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項1〜4のいずれかに記載のトルクセンサにおいて、
環状変形体が、回転軸を中心軸として配置された円盤の中央部に、より径の小さな同心円盤の形状をした貫通開口部を形成することにより得られる円環状の部材からなることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項1〜5のいずれかに記載のトルクセンサにおいて、
左側支持体および右側支持体が、回転軸を中心軸として配置された円盤の中央部に、より径の小さな同心円盤の形状をした貫通開口部を形成することにより得られる円環状の部材からなることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項1〜6のいずれかに記載のトルクセンサにおいて、
変位電極を、環状変形体の内周面に形成された導電層によって構成し
固定電極を、この導電層に対向する位置に配置され、左側支持体もしくは右側支持体から回転軸に沿った方向に突き出した導電板によって構成したことを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項1〜7のいずれかに記載のトルクセンサにおいて、
環状変形体の各部分のうち、所定回転方向のトルクが作用したときに、回転軸に近づく方向に変位する第1の部分に固定された第1の変位電極と、回転軸から離れる方向に変位する第2の部分に固定された第2の変位電極と、前記第1の変位電極に対向する位置に配置された第1の固定電極と、前記第2の変位電極に対向する位置に配置された第2の固定電極と、を有し、
検出回路が、前記第1の変位電極と前記第1の固定電極とによって構成される第1の容量素子の静電容量値と、前記第2の変位電極と前記第2の固定電極とによって構成される第2の容量素子の静電容量値と、の差に相当する電気信号を、作用したトルクを示す電気信号として出力することを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項8に記載のトルクセンサにおいて、
所定回転方向のトルクが作用したときに、電極間隔が狭まる容量素子を構成する一対の電極の実効対向面積が増加し、電極間隔が広がる容量素子を構成する一対の電極の実効対向面積が減少するように、互いに対向する変位電極と固定電極とをオフセットをもたせて配置したことを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項1〜8のいずれかに記載のトルクセンサにおいて、
所定回転方向のトルクが作用した結果、固定電極に対する変位電極の相対位置が変化した場合にも、容量素子を構成する一対の電極の実効対向面積が変化しないように、固定電極および変位電極のうちの一方の面積を他方の面積よりも大きく設定したことを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項1〜10のいずれかに記載のトルクセンサにおいて、
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、回転軸が挿通する貫通開口部を有し、環状変形体の内側に配置された内側環状変形体と、
前記内側環状変形体の左側の側面上の内側左側接続点を左側支持体に接続する内側左側接続部材と、
前記内側環状変形体の右側の側面上の内側右側接続点を右側支持体に接続する内側右側接続部材と、
前記内側環状変形体の内周面もしくは外周面に固定され、前記内側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる内側変位電極と、
前記内側変位電極に対向する位置に配置され、前記左側支持体もしくは前記右側支持体に固定された内側固定電極と、
を更に備え、
回転軸に直交する投影面についての前記内側左側接続点の正射影投影像と前記内側右側接続点の正射影投影像とが異なる位置に形成されるようにし、
検出回路が、前記内側変位電極と前記内側固定電極とによって構成される容量素子の静電容量値の変動量を更に利用して、回転軸まわりのトルクを示す電気信号を出力することを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項1に記載のトルクセンサにおいて、
XYZ三次元座標系におけるZ軸まわりのトルクを検出するために、環状変形体が原点Oを中心としてXY平面上に配置され、左側支持体がZ軸負領域に配置され、右側支持体がZ軸正領域に配置され、
環状変形体のZ軸負側の側面上に第1の左側接続点および第2の左側接続点が設けられ、
左側接続部材は、前記第1の左側接続点を左側支持体に接続する第1の左側接続部材と、前記第2の左側接続点を左側支持体に接続する第2の左側接続部材と、を有し、
環状変形体のZ軸正側の側面上に第1の右側接続点および第2の右側接続点が設けられ、
右側接続部材は、前記第1の右側接続点を右側支持体に接続する第1の右側接続部材と、前記第2の右側接続点を右側支持体に接続する第2の右側接続部材と、を有し、
環状変形体の両側面をXY平面上に投影して正射影投影像を得た場合に、第1の右側接続点の投影像が正のX軸上、第2の右側接続点の投影像が負のX軸上、第1の左側接続点の投影像が正のY軸上、第2の左側接続点の投影像が負のY軸上に配置されていることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項12に記載のトルクセンサにおいて、
環状変形体が、Z軸を中心軸として配置された円盤の中央部に、より径の小さな同心円盤の形状をした貫通開口部を形成することにより得られる円環状の部材からなることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項13に記載のトルクセンサにおいて、
XY平面上に、原点Oを通りX軸およびY軸に対して45°をなすV軸およびW軸を定義した場合に、V軸上に配置された第1の変位電極および第1の固定電極と、W軸上に配置された第2の変位電極および第2の固定電極と、を有し、
検出回路が、前記第1の変位電極と前記第1の固定電極とによって構成される第1の容量素子の静電容量値と、前記第2の変位電極と前記第2の固定電極とによって構成される第2の容量素子の静電容量値と、の差に相当する電気信号を、作用したトルクを示す電気信号として出力することを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項14に記載のトルクセンサにおいて、
所定回転方向のトルクの作用により環状変形体のXY平面上への正射影投影像の輪郭が円から楕円に変化する場合に、この楕円の短軸方向にV軸、長軸方向にW軸をとり、
トルクが作用していない状態において、第1の固定電極の位置が、第1の変位電極の位置に比べて、前記所定回転方向に所定のオフセット量だけずれ、第2の固定電極の位置が、第2の変位電極の位置に比べて、前記所定回転方向とは逆の方向に所定のオフセット量だけずれていることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項13に記載のトルクセンサにおいて、
XY平面上に、原点Oを通りX軸およびY軸に対して45°をなし、符号をもったV軸およびW軸を定義した場合に、正のV軸上に配置された第1の変位電極および第1の固定電極と、正のW軸上に配置された第2の変位電極および第2の固定電極と、負のV軸上に配置された第3の変位電極および第3の固定電極と、負のW軸上に配置された第4の変位電極および第4の固定電極と、を有し、
検出回路が、「前記第1の変位電極と前記第1の固定電極とによって構成される第1の容量素子の静電容量値と、前記第3の変位電極と前記第3の固定電極とによって構成される第3の容量素子の静電容量値と、の和」と、「前記第2の変位電極と前記第2の固定電極とによって構成される第2の容量素子の静電容量値と、前記第4の変位電極と前記第4の固定電極とによって構成される第4の容量素子の静電容量値と、の和」と、の差に相当する電気信号を、作用したトルクを示す電気信号として出力することを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項16に記載のトルクセンサにおいて、
所定回転方向のトルクの作用により環状変形体のXY平面上への正射影投影像の輪郭が円から楕円に変化する場合に、この楕円の短軸方向にV軸、長軸方向にW軸をとり、
トルクが作用していない状態において、第1の固定電極の位置が、第1の変位電極の位置に比べて、前記所定回転方向に所定のオフセット量だけずれ、第2の固定電極の位置が、第2の変位電極の位置に比べて、前記所定回転方向とは逆の方向に所定のオフセット量だけずれ、第3の固定電極の位置が、第3の変位電極の位置に比べて、前記所定回転方向に所定のオフセット量だけずれ、第4の固定電極の位置が、第4の変位電極の位置に比べて、前記所定回転方向とは逆の方向に所定のオフセット量だけずれていることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項14または16に記載のトルクセンサにおいて、
所定回転方向のトルクが作用した結果、固定電極に対する変位電極の相対位置が変化した場合にも、容量素子を構成する一対の電極の実効対向面積が変化しないように、固定電極および変位電極のうちの一方の面積を他方の面積よりも大きく設定したことを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項18に記載のトルクセンサにおいて、
各変位電極を、環状変形体の内周面に形成された共通導電層によって構成したことを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項19に記載のトルクセンサにおいて、
環状変形体を導電性の弾性材料によって構成し、環状変形体の内周面自身を共通導電層として用いることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項12に記載のトルクセンサにおいて、
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、Z軸が挿通する貫通開口部を有し、原点Oを中心としてXY平面上に、環状変形体の内側にくるように配置された内側環状変形体を更に備え、
前記内側環状変形体のZ軸負側の側面上に第1の内側左側接続点および第2の内側左側接続点が設けられ、
前記内側環状変形体のZ軸正側の側面上に第1の内側右側接続点および第2の内側右側接続点が設けられ、
前記第1の内側左側接続点を左側支持体に接続する第1の内側左側接続部材と、前記第2の内側左側接続点を左側支持体に接続する第2の内側左側接続部材と、前記第1の内側右側接続点を右側支持体に接続する第1の内側右側接続部材と、前記第2の内側右側接続点を右側支持体に接続する第2の内側右側接続部材と、
前記内側環状変形体の内周面もしくは外周面に固定され、前記内側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる内側変位電極と、
前記内側変位電極に対向する位置に配置され、前記左側支持体もしくは前記右側支持体に固定された内側固定電極と、
を更に備え、
前記内側環状変形体の両側面をXY平面上に投影して正射影投影像を得た場合に、第1の内側右側接続点の投影像が正のY軸上、第2の内側右側接続点の投影像が負のY軸上、第1の内側左側接続点の投影像が正のX軸上、第2の内側左側接続点の投影像が負のX軸上に配置されており、
検出回路が、前記内側変位電極と前記内側固定電極とによって構成される容量素子の静電容量値の変動量を更に利用して、回転軸まわりのトルクを示す電気信号を出力することを特徴とするトルクセンサ。 - 所定の回転軸まわりのトルクを検出するトルクセンサであって、
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、前記回転軸が挿通する貫通開口部を有する外側環状変形体と、
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、前記回転軸が挿通する貫通開口部を有し、前記外側環状変形体の内側に配置された内側環状変形体と、
前記回転軸が左右に伸びる水平線をなすような基準観察方向から見たときに、前記外側環状変形体および前記内側環状変形体の左側に隣接する位置に配置された左側支持体と、
前記基準観察方向から見たときに、前記外側環状変形体および前記内側環状変形体の右側に隣接する位置に配置された右側支持体と、
前記外側環状変形体の左側の側面上の外側左側接続点を、前記左側支持体に接続する外側左側接続部材と、
前記外側環状変形体の右側の側面上の外側右側接続点を、前記右側支持体に接続する外側右側接続部材と、
前記内側環状変形体の左側の側面上の内側左側接続点を、前記左側支持体に接続する内側左側接続部材と、
前記内側環状変形体の右側の側面上の内側右側接続点を、前記右側支持体に接続する内側右側接続部材と、
前記外側環状変形体の内周面に固定され、前記外側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる外側変位電極と、
前記外側変位電極に対向するように、前記内側環状変形体の外周面に固定され、前記内側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる内側変位電極と、
前記外側変位電極と前記内側変位電極とによって構成される容量素子の静電容量値の変動量に基づいて、前記右側支持体および前記左側支持体の一方に負荷がかかった状態において他方に作用した前記回転軸まわりのトルクを示す電気信号を出力する検出回路と、
を備え、
前記回転軸に直交する投影面について、前記外側左側接続点の正射影投影像と前記外側右側接続点の正射影投影像とが異なる位置に形成され、前記内側左側接続点の正射影投影像と前記内側右側接続点の正射影投影像とが異なる位置に形成されるようにしたことを特徴とするトルクセンサ。 - XYZ三次元座標系におけるZ軸まわりのトルクを検出するトルクセンサであって、
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、Z軸が挿通する貫通開口部を有し、原点Oを中心としてXY平面上に配置された外側環状変形体と、
検出対象となるトルクの作用により弾性変形を生じる材質からなり、Z軸が挿通する貫通開口部を有し、原点Oを中心としてXY平面上に配置され、かつ、前記外側環状変形体の貫通開口部内に配置された内側環状変形体と、
前記外側環状変形体および前記内側環状変形体のZ軸負領域側に隣接する位置に配置された左側支持体と、
前記外側環状変形体および前記内側環状変形体のZ軸正領域側に隣接する位置に配置された右側支持体と、
を備え、
前記外側環状変形体のZ軸負側の側面上に、第1の外側左側接続点および第2の外側左側接続点が設けられ、前記外側環状変形体のZ軸正側の側面上に、第1の外側右側接続点および第2の外側右側接続点が設けられ、
前記内側環状変形体のZ軸負側の側面上に、第1の内側左側接続点および第2の内側左側接続点が設けられ、前記内側環状変形体のZ軸正側の側面上に、第1の内側右側接続点および第2の内側右側接続点が設けられ、
前記第1の外側左側接続点を前記左側支持体に接続する第1の外側左側接続部材と、前記第2の外側左側接続点を前記左側支持体に接続する第2の外側左側接続部材と、前記第1の外側右側接続点を前記右側支持体に接続する第1の外側右側接続部材と、前記第2の外側右側接続点を前記右側支持体に接続する第2の外側右側接続部材と、
前記第1の内側左側接続点を前記左側支持体に接続する第1の内側左側接続部材と、前記第2の内側左側接続点を前記左側支持体に接続する第2の内側左側接続部材と、前記第1の内側右側接続点を前記右側支持体に接続する第1の内側右側接続部材と、前記第2の内側右側接続点を前記右側支持体に接続する第2の内側右側接続部材と、
前記外側環状変形体の内周面に固定され、前記外側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる外側変位電極と、
前記内側環状変形体の外周面における前記外側変位電極に対向する位置に固定され、前記内側環状変形体の弾性変形に起因した変位を生じる内側変位電極と、
前記外側変位電極と前記内側変位電極とによって構成される容量素子の静電容量値の変動量に基づいて、前記右側支持体および前記左側支持体の一方に負荷がかかった状態において他方に作用したZ軸まわりのトルクを示す電気信号を出力する検出回路と、
を更に備え、
前記外側環状変形体および前記内側環状変形体の両側面をXY平面上に投影して正射影投影像を得た場合に、第1の外側右側接続点の投影像が正のX軸上、第2の外側右側接続点の投影像が負のX軸上、第1の外側左側接続点の投影像が正のY軸上、第2の外側左側接続点の投影像が負のY軸上、第1の内側右側接続点の投影像が正のY軸上、第2の内側右側接続点の投影像が負のY軸上、第1の内側左側接続点の投影像が正のX軸上、第2の内側左側接続点の投影像が負のX軸上に配置されていることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項23に記載のトルクセンサにおいて、
外側環状変形体および内側環状変形体が、Z軸を中心軸として配置された円盤の中央部に、より径の小さな同心円盤の形状をした貫通開口部を形成することにより得られる円環状の部材からなることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項24に記載のトルクセンサにおいて、
左側支持体および右側支持体として、中心部に貫通開口部を有する環状の構造体を用い、Z軸に沿って、左側支持体、内側環状変形体、右側支持体の各貫通開口部を貫く挿通孔が確保されるようにしたことを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項24または25に記載のトルクセンサにおいて、
XY平面上に、原点Oを通りX軸およびY軸に対して45°をなすV軸およびW軸を定義した場合に、V軸上に配置された第1の外側変位電極および第1の内側変位電極と、W軸上に配置された第2の外側変位電極および第2の内側変位電極と、を有し、
検出回路が、前記第1の外側変位電極と前記第1の内側変位電極とによって構成される第1の容量素子の静電容量値と、前記第2の外側変位電極と前記第2の内側変位電極とによって構成される第2の容量素子の静電容量値と、の差に相当する電気信号を、作用したトルクを示す電気信号として出力することを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項24または25に記載のトルクセンサにおいて、
XY平面上に、原点Oを通りX軸およびY軸に対して45°をなし、符号をもったV軸およびW軸を定義した場合に、正のV軸上に配置された第1の外側変位電極および第1の内側変位電極と、正のW軸上に配置された第2の外側変位電極および第2の内側変位電極と、負のV軸上に配置された第3の外側変位電極および第3の内側変位電極と、負のW軸上に配置された第4の外側変位電極および第4の内側変位電極と、を有し、
検出回路が、「前記第1の外側変位電極と前記第1の内側変位電極とによって構成される第1の容量素子の静電容量値と、前記第3の外側変位電極と前記第3の内側変位電極とによって構成される第3の容量素子の静電容量値と、の和」と、「前記第2の外側変位電極と前記第2の内側変位電極とによって構成される第2の容量素子の静電容量値と、前記第4の外側変位電極と前記第4の内側変位電極とによって構成される第4の容量素子の静電容量値と、の和」と、の差に相当する電気信号を、作用したトルクを示す電気信号として出力することを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項26または27に記載のトルクセンサにおいて、
各外側変位電極を、外側環状変形体の内周面に形成された共通導電層によって構成するか、もしくは、各内側変位電極を、内側環状変形体の外周面に形成された共通導電層によって構成したことを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項28に記載のトルクセンサにおいて、
外側環状変形体を導電性の弾性材料によって構成し、外側環状変形体の内周面自身を共通導電層として用いるようにするか、もしくは、内側環状変形体を導電性の弾性材料によって構成し、内側環状変形体の外周面自身を共通導電層として用いるようにしたことを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項1〜29のいずれかに記載のトルクセンサにおいて、
左側接続部材が、左側支持体の右側面から右方に突出した凸状部によって構成され、右側接続部材が、右側支持体の左側面から左方に突出した凸状部によって構成され、各凸状部の頂面が環状変形体の各接続点に接合されていることを特徴とするトルクセンサ。
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