JP2018165646A - トルク検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な機構でありながら、安価な磁気センサを用いて安定したトルク検出が可能なトルク検出装置を提供する。
【解決手段】外輪２と内輪３とが弾性部材４で連結され、両輪間の微小回転変位を検出してトルクを算出可能な出力信号を出力する変位検出手段３０を備える。変位検出手段３０は、外輪２と内輪３のどちらかに固定された磁気ターゲット７と、他方に固定された磁気センサ６とを有する。磁気ターゲット７は２つの永久磁石からなり、これら２つの永久磁石は磁気センサ６に対向する極性がそれぞれ異なるように回転方向に隣接し、かつ回転変位零の状態で前記２つの永久磁石の隣り合う磁極の境目が磁気センサ６の検出面の中心と対向するように配置される。
【選択図】図２

Description

この発明は、シャフトに負荷されたトルクを測定するために用いるトルク検出装置に関し、特に、産業用ロボットの関節などに負荷されるトルクを測定する技術に関する。

特許文献１に、産業用ロボットの関節部に負荷されるトルクを検出するトルク検出装置が開示されている。このトルク検出装置は、外輪と内輪とが弾性を有する複数のはりで連結されており、内輪から外輪側に直径上に張出して配置された一対の内輪張出片と外輪との間に生じる変位量を２個の変位センサでそれぞれ測定し、その測定された２つの変位量から内外輪に作用する軸トルクを検出する。

特許第３１３６８１６号公報

特許文献１に開示されているトルク検出装置は、一対の内輪張出片と外輪との間に生じる変位量を２個の変位センサでそれぞれ測定するため、初期設定での一対の内輪張出片と外輪との機械的な隙間調整が難しい。また、外輪と内輪とが弾性を有する複数のはりで連結された構造のため、トルク印加時の外輪と内輪との変位量は微小であり、変位センサとして高精度のものが求められる。
さらに、特許文献１には、２個の変位センサの値からトルクを算出する手法についての記載はないが、２個の変位センサの値から外輪と内輪との回転変位量を推定する等の処理が必要であり、処理回路が煩雑になると考えられる。

この発明の目的は、簡単な機構でありながら、安価な磁気センサを用いて安定したトルク検出が可能なトルク検出装置を提供することである。

この発明のトルク検出装置は、外輪に対して内輪が回転可能に支持され、前記外輪と前記内輪とが両輪間の回転変位に応じて弾性変形する弾性部材を有し、前記外輪と前記内輪との微小回転変位を検出し両輪間のトルクを算出可能な出力信号を出力する変位検出手段を備えるトルク検出装置において、
前記変位検出手段は、前記外輪と前記内輪のどちらか一方に固定された磁気ターゲットと、他方に固定されて前記磁気ターゲットに対向し磁気を検出する磁気センサとを有し、 前記磁気ターゲットは２つの永久磁石からなり、これら２つの永久磁石は前記磁気センサに対向する極性がそれぞれ異なるように回転方向に隣接し、かつ前記外輪と前記内輪とが回転変位零の状態で前記２つの永久磁石の隣り合う磁極の境目が前記磁気センサの検出面の中心と対向するように配置されている。

この構成によると、トルクが印加されると、外輪と内輪とを連結する弾性部材が変形し、外輪と内輪間に微小な回転変位が発生する。回転変位により磁気ターゲットと磁気センサの相対位置が変化し、その相対位置の変化に応じて磁気センサの出力信号が変化する。そのため、外輪と内輪との間に作用するトルクの大きさと、磁気センサの出力信号との関係を予め把握しておくことにより、磁気センサの出力信号に基づいてトルクを検出することができる。
また、磁気ターゲットのＮ極とＳ極の境目の近傍に、逆向きで隣り合う高密度の磁束が生じ、この磁束が磁気センサを貫く状態となるため、磁気ターゲットと磁気センサの微小な相対変化に応じて磁気センサの出力信号が急峻に変化する。したがって、磁気ターゲットと磁気センサが周方向に微小しか変位しないにもかかわらず、精度よくトルクを検出することができる。
なお、前記外輪と前記内輪とが回転変位零の状態は、例えば、前記弾性部材の変形量が略零となる状態とされる。

このように、この発明のトルク検出装置は、外輪と内輪とを弾性部材で連結し、外輪と内輪との微小回転変位を変位検出手段で検出し、トルクを算出するため、機械構造や電気処理回路が簡単となり、製造コストを低減することができる。
また、変位検出手段は、磁気ターゲットとなる２つの永久磁石と磁気センサからなり、永久磁石の極性がそれぞれ異なるように隣接して周方向に配置し、２個の永久磁石の隣り合う磁極の境目の近傍で磁気ターゲットと対向するように磁気センサが配置されるため、外輪と内輪間の回転変位が微小であっても、磁気センサの測定感度がよく、安定してトルクを検出することができる。

なお、前記外輪と内輪のいずれが回転側であってもよい。前記外輪または内輪への固定は、外輪または内輪に直接に固定される場合の他に、外輪または内輪と一体に動く部材に固定された構成を含む意味である。また、変位検出手段の出力信号からトルクを算出する手段は、このトルク検出装置とは別に設けられていても、またこのトルク検出装置の一部として設けられていてもよい。

この発明において、前記弾性部材と前記外輪と前記内輪の３つが一体構造であってもよい。ここで言う「一体構造」は、複数の部材または材料を結合したものではない構造を言い、例えば、全体が一緒に成形され、また一つの材料から不要部分を除去するかまたは塑性加工して得られる構造である。
前記３個の部材が一体構造であると、止め付け部分がなく簡素な構成となる。

この発明のトルク検出装置において、前記弾性部材は、ばね部材を内蔵し、先端に接触部材が配置されたプランジャであり、このプランジャは前記外輪および前記内輪のどちらか一方に固定され、前記外輪および前記内輪の他方には、開口側が次第に広がる断面形状の嵌め込み溝が形成され、前記プランジャは、前記ばね部材の押圧力よりに前記接触部材が前記嵌め込み溝に押圧されるようにしてもよい。
この構成の場合、外輪と内輪との間にトルクが印加されると、プランジャの接触部材が嵌め込み溝の傾斜面上を移動し、外輪と内輪との間に回転方向の微小変位が発生する。この回転変位を磁気センサで検出し、その検出値からトルクを算出する。トルクが除かれると、ばね部材の復元力で接触部材は溝内の元の位置に戻る。トルク負荷容量は、プランジャのばね部材の荷重や、嵌め込み溝のＶ字等の開き角度、プランジャの個数などによって変更可能である。
なお、嵌め込み溝を含む一部を別部材として、外輪または内輪に埋設してあってもよい。

この構成のトルク検出装置において、前記プランジャの先端にある前記接触部材の進退方向が、前記外輪または前記内輪の径方向とされ、前記プランジャが固定されない前記外輪または前記内輪と一体となって動く部材の周面上に前記嵌め込み溝が形成されていてもよい。嵌め込み溝を周面上とすると、加工が容易である。特に、嵌め込み溝が内輪の外周面上に形成されている場合には、加工が容易なものとなる。

前記プランジャおよび嵌め込み溝を有するトルク検出装置において、前記プランジャの先端にある前記接触部材の進退方向が、前記外輪または前記内輪の軸方向とされ、前記プランジャが固定されない前記外輪または前記内輪と一体となって動く部材の一側面に前記嵌め込み溝が形成されていてもよい。このような構成によれば、プランジャが軸方向に配置されるため、内輪の内径を大きくすることが可能となる。

この構成のトルク検出装置において、前記磁気ターゲットは、前記外輪と前記内輪のどちらか一方の一側面に固定され、前記磁気センサは前記磁気ターゲットが固定されず前記外輪または前記内輪と一体となって動く部材の一側面に固定され、前記磁気ターゲットと前記磁気センサは軸方向に対向していてもよい。

この構成のトルク検出装置において、前記外輪と前記内輪は、軸受で回転可能に支持されていてもよい。
軸受で外輪と内輪を支持することで、外輪と内輪とが滑り接触する構成の場合に比べ、外輪に対する内輪の回転変位が容易となり、トルク検出時のヒステリシスなどが制される。

この発明のトルク検出装置において、電源ユニットと、前記磁気センサから得られる出力信号をワイヤレスで送信する無線ユニットを含む信号処理部を備えていてもよい。
前記無線ユニットと電源ユニットとを備える場合、出力信号を離れた位置のコンピュータ等の機器に、配線無しで送ることができ、かつ磁気センサの駆動に外部の配線が不要であり、このトルク検出装置を装備した機器の構成を簡素にすることができる。そのため、例えばロボットアームの関節部等にこのトルク検出装置を組み込んだ場合、アーム内の配線を簡素にできる。また、回転軸が多回転するような機器にも容易に適用することができる。

この発明のトルク検出装置は、外輪に対して内輪が回転可能に支持され、前記外輪と前記内輪とが両輪間の回転変位に応じて弾性変形する弾性部材を有し、前記外輪と前記内輪との微小回転変位を検出し両輪間のトルクを算出可能な出力信号を出力する変位検出手段を備えるトルク検出装置において、前記変位検出手段は、前記外輪と前記内輪のどちらか一方に固定された磁気ターゲットと、他方に固定されて前記磁気ターゲットに対向し磁気を検出する磁気センサとを有し、前記磁気ターゲットは２つの永久磁石からなり、これら２つの永久磁石は前記磁気センサに対向する極性がそれぞれ異なるように回転方向に隣接し、かつ前記外輪と前記内輪とが回転変位零の状態で前記２つの永久磁石の隣り合う磁極の境目が前記磁気センサの検出面の中心と対向するように配置されたため、簡単な機構でありながら、安価な磁気センサを用いて安定したトルク検出を行うことができる。

この発明の第１の実施形態に係るトルク検出装置の断面図である。 図１のII−II矢視断面図である。 同トルク検出装置のセンシング主要部を示す図である。 他の実施形態に係るトルク検出装置の破断正面図である。 さらに他の実施形態に係るトルク検出装置の破断正面図である。 図５のVI−VI矢視断面図である。 さらに他の実施形態に係るトルク検出装置の断面図である。 図７のVIII−VIII矢視断面図である。 さらに他の実施形態に係るトルク検出装置の断面図である。 図９のＸ−Ｘ矢視断面図である。 図９のＸＩ−ＸＩ断面の一部を示す図である。 さらに他の実施形態に係るトルク検出装置の断面図である。 図１２のXIII矢視図である。 さらに他の実施形態に係るトルク検出装置の断面図である。

この発明の第１の実施形態に係るトルク検出装置を図１ないし図３と共に説明する。図１はトルク検出装置１の断面図、図２は、図１のII−II矢視断面図、図３はセンシング主要部を示す図である。
トルク検出装置１は、外輪２と内輪３とを備える。図２に示すように、外輪２の内径面２ａと内輪３の外径面３ａとが円周方向に摺動自在に接しており、外輪２と内輪３とは互いに回転可能である。外輪２と内輪３とは、複数の弾性部材４で連結されている。図の例では、４つの弾性部材４が円周方向に等間隔で配置されている。各弾性部材４の両端は、外輪２の取付溝２ｂと内輪３の取付溝３ｂにそれぞれ挿入されてその挿入箇所で固定されている。外輪２の取付溝２ｂは、外輪２の内径面２ａに形成された切欠き部２ｃの底部にあり、内輪３の取付溝３ｂは、内輪３の外径面３ａに形成された切欠き部３ｃの底部にある。このため、切欠き部２ｃ，３ｃに位置する弾性部材４の中央部は外輪２および内輪３に接しておらず、弾性部材４の変形が邪魔されない。

図１に示すように、外輪２は軸方向の一方端に内径側へ延びるつば状の肩部２ｄを有し、この肩部２ｄの側面に内輪３の一方の端面３ｅが当接している。外輪２の軸方向の他方端には蓋５が取り付けられ、この蓋５の端面５ａが内輪３の段面３ｆを押えることで、内輪３が軸方向に抜けないようになっている。外輪２の肩部２ｄの側面と内輪３の端面３ｅ、および蓋５の端面５ａと内輪３の段面３ｆは、外輪２の内径面２ａと内輪３の外径面３ａと同様に、それぞれ互いに摺動可能である。

上記各摺動可能箇所の摺動面には、摺動特性のよい滑り材、例えばフッ素樹脂等をコーティングするとよい。また、摺動面に滑り材をコーティングする代わりに、外輪２と内輪３の互いに回転変位する面の間に軸受（図示せず）を介在させてもよい。

図１、図２において、外輪２の内径面２ａには凹部２ｅが形成され、その中に磁気センサ６が設けられている。磁気センサ６は、凹部２ｅに直接固定されるが、図示しないプリント基板上に磁気センサ６を実装し、プリント基板を外輪２の内径面２ａに設けた図示しない平坦面に固定してもよい。

内輪３の外径面３ａに形成された平坦面３ｇに設けた凹部３ｈに、磁気センサ６と径方向に対峙するように磁気ターゲット７が設けられている。これら磁気センサ６と磁気ターゲット７とで変位検出手段３０が構成される。
磁気ターゲット７は、Ｎ極とＳ極を両端に持つ２個の永久磁石８、９からなる。２つの永久磁石８，９は一方の永久磁石のＮ極の隣に他方の永久磁石のＳ極が位置し、２個の永久磁石８，９が内輪３の周方向に隣接する状態で内輪３の凹部３ｈに固定される。磁気ターゲット７として用いる永久磁石としては、例えば、ネオジウム磁石やサマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石などを使用してもよく、種類は限定されない。

磁気センサ６は、外輪２と内輪３とが回転変位零の状態において、２個の永久磁石８，９の隣り合う磁極の境目の近傍で磁気ターゲット７と対向するように配置される。詳しくは磁気センサ６の検出面の中心、つまり検出範囲の中心が前記磁極の境目の近傍で磁気ターゲット７と対向する。また、外輪２と内輪３とが回転変位零の状態では、弾性部材４の変形量が最小となる。磁気センサ６としては、磁気抵抗素子（ＭＲセンサ）や磁気インピーダンス素子（ＭＩセンサ）やホール素子を使用することができるが、ホール素子と増幅回路などの電気回路を一体化したホールＩＣを使用すると、後付け回路が低減される。また、磁気センサ６が、プログラム機能を有していれば、出力電圧の設定が容易である。

磁気センサ６の出力信号から外輪２と内輪３間に作用するトルクを算出するトルク算出手段（図示せず）を、マイクロコンピュータ等の処理回路で構成してプリント基板上または他のプリント基板に実装し、このトルク検出装置１が備えるようにしてもよい。また、トルク算出手段を、このトルク検出装置１から離れて設置されたパーソナルコンピュータ（図示せず）等に設けてもよい。また、トルク算出手段は、回転角度と磁気センサ６の出力信号との関係のリニアライズを行う手段や、温度補正を行う手段を有していてもよい。

この構成のトルク検出装置によると、外輪２と内輪３間にトルクが印加されると、外輪２と内輪３とを連結する弾性部材４が弾性変形し、外輪２と内輪３間に回転変位が発生する。この回転変位を磁気センサ６で検出し、その検出値からトルクを算出する。このように、外輪２と内輪３間の回転変位を直接検出するため、従来のように２個の変位センサの値から外輪と内輪との回転変位量を推定する等の処理が不要であり、処理回路を簡略できる。

また、図３に示すように、磁気ターゲット７のＮ極とＳ極の境目の近傍に、逆向きで隣り合う高密度の磁束が生じ、この磁束が磁気センサ６を貫く状態となるため、磁気ターゲット７と磁気センサ６の微小な相対変化に応じて磁気センサ６の出力信号が急峻に変化する。したがって、磁気ターゲット７と磁気センサ６が周方向に微小しか変位しないにもかかわらず、精度よくトルクを検出することができる。外輪２と内輪３は非磁性あるいは磁性材料を使用できるが、磁気ターゲット７から見て磁気センサ６の裏側に位置する部材を強磁性材料（例えば鉄系）で形成すると、磁気センサ６を貫く磁束の密度を効果的に高めることができる。

図１、図２において、内輪３の外径面にはキー１０が設けられ、外輪２の内径面２ａには、キー１０よりも円周方向の幅が広いキー溝２ｆが形成されている。これにより、外輪２に対する内輪３の回転範囲が、キー溝２ｆの円周方向の幅とキー１０の円周方向の幅の差の範囲内に制限されている。
なお、磁気センサ６と磁気ターゲット７の実装部材を逆にして、磁気センサ６を内輪３、磁気ターゲット７を外輪２に固定してもよい。

図４〜図１４は、他の各種実施形態を示す。これらの実施形態において、特に説明した事項の他は、図１〜図３と共に説明した第１の実施形態と同様である
図４は、図１で示した外輪２と内輪３と弾性部材４とを一体構造とした例を示す。外輪２と内輪３との間に、円周方向に並ぶ孔１１を設け、各孔１１との境界部を弾性部材４とする。内輪３の一部に凸部１２が設けられ、その先端部に磁気ターゲット７となる２つの永久磁石８，９が固定される。外輪２の内径面２ａには凹部２ｅが形成され、その中に磁気センサ６が設けられている。また、内輪３の一部を突起させ、キーの機能を持たせた突起部１３を形成し、外輪２の内径面２ａには、突起部１３よりも円周方向の幅が広いキー溝２ｆが形成してある。

外輪２と内輪３と弾性部材４とを一体化した部材は、例えばアルミ合金や鉄系金属で形成される。外輪２と内輪３と弾性部材４とを一体化した部材は、アルミ合金や鉄系金属これら素材（図示せず）から前記孔１１等をワイヤカット、放電加工、あるいはフライス加工等で除去することにより得てもよい。あるいは、金属系の部材からなる外輪２、内輪３、弾性部材４の周りに樹脂を射出成型して一体化することにより得てもよいしてあってもよい。

このように、外輪２と内輪３と弾性部材４との３個の部材を一体化させた場合、止め付け部分がなく簡素な構成となる。
なお、トルク測定については、図１から図３で説明した内容と同じため、説明を省略する。

図５から図６に、この発明のさらに異なる実施形態のトルク検出装置を示す。図５はトルク検出装置１４の断面図、図６は、図５のVI−VI矢視図を示す図である。
この実施形態では、前述の実施形態で説明した弾性部材４の代わりに、弾性部材としてプランジャ１５を用いており、その他は前述のトルク検出装置１と同じである。

プランジャ１５は、有底で筒状の本体１６に、スプリングや皿ばねなどのばね部材１７を内蔵し、その先端にボールまたはピンなどの接触部材１８が配置される。プランジャ１５は、内輪３の外周面の半径方向に開けた孔３ｊに固定される。プランジャ１５の接触部材１８は、外輪２の内径部２ａに設けた断面Ｖ字形状の嵌め込み溝２ｇに押圧される。プランジャ１５と溝３ｊは、少なくとも１個以上、内輪３と外輪２上に配置される。

なお、プランジャ１５の本体１６を設けず、内輪３に設けた孔３ｊを利用してもよい。また、プランジャ１５と嵌め込み溝２ｇについては、実装部材を逆にして、プランジャ１５を外輪２に、嵌め込み溝２ｇを内輪３に設けてもよい。

この構成のトルク検出装置１４の場合、外輪２と内輪３との間にトルクが印加されると、プランジャ１５の接触部材１８が外輪２の内径部２ａに設けた嵌め込み溝２ｇの傾斜面上を移動し、接触部材１８が本体１６の内部に沈み込み、外輪２と内輪３との間に回転方向の微小変位が発生する。この回転変位を磁気センサ６で検出し、その検出値からトルクを算出する。トルクが除かれると、ばね部材１７の復元力で接触部材１８は溝２ｇに２点で接触する元の位置に戻る。

トルク負荷容量は、プランジャ１５のばね部材１７の荷重やＶ溝の角度、プランジャ１５の個数などによって変更可能である。また、嵌め込み溝２ｇに圧痕が付かないように、嵌め込み溝２ｇを加工する外輪２を熱処理して硬度を高め、グリースなどの潤滑油を嵌め込み溝２ｇに塗布しておくとよい。なお、嵌め込み溝２ｇを含む一部を熱処理した別部材として、外輪２に埋設してあってもよい。

なお、プランジャ１５の接触部材１８と嵌め込み溝２ｇとが常時当接状態を保持して、外輪２と内輪３との回転範囲を制限できる場合には、キー１０とキー溝２ｆを省略してあってもよい。

図７、図８は、さらに他の実施形態を示す。図７はトルク検出装置１９の断面図、図８は、図７のVIII−VIII矢視図を示す図である。この実施形態は、外輪２と内輪３が軸受２０で互いに支持される以外は、図５、図６の実施形態と同じである。軸受２０は、転がり軸受である。
軸受２０の外輪２０ａにトルク検出装置１９の外輪２を固定し、軸受２０の内輪２０ｂにトルク検出装置１９の内輪３が固定され、軸受２０の内輪２０ｂが、内輪３の軸方向に移動しないように固定部材２１で固定される。また、軸受２０の外輪２０ａ端面を蓋２２で押えることで、外輪２と内輪３は回転回能とされる。軸受２０の遊び、つまりガタを抑えるため、４点接触軸受やクロスローラ軸受を用いるとよく、軸受構造はこれ以外であっても構わない。

この構成の場合、軸受２０で外輪２と内輪３を支持することで、外輪２と内輪３とが滑り接触する構成の場合に比べて、外輪２に対する内輪３との回転変位が容易となり、トルク検出時の摩擦接触に起因するヒステリシスなどが抑制される。

図９から図１１は、さらに他の実施形態を示す。図９はトルク検出装置２３の断面図、図１０は、図９のＸ−Ｘ矢視図を示す図である。また、図１１は図９のＸＩ−ＸＩ断面を示す図である。この実施形態は、プランジャ１５の接触部材１８の進退方向を軸方向に変更した以外は、図７、図８と構造は同じである。

内輪３の軸方向に開けた孔３ｊにプランジャ１５が固定され、外輪２と一体に動く部材である蓋２２の側面に断面Ｖ字形状の嵌め込み溝２２ａが半径方向に形成される。なお、嵌め込み溝２２ａは、断面Ｖ字状に代えて断面が曲線の溝、あるいは円錐状の窪みなどにしても構わない。
図示はしないが、プランジャ１５の接触部材１８とは反対側にセットスクリューを配置し、セットスクリューを調整することでばね部材１７の長さを変更して、接触部材１８の押圧力を変更できるようにしてあってもよい。

図１２、図１３は、さらに他の実施形態を示す。図１２はトルク検出装置２４の断面図、図１３は、図１２のXIII矢視図を示す図である。この実施形態は、プランジャ１５の接触部材１８の進退方向を軸方向に変更し、さらに変位検出手段３０もアキシャル方向に変更した。それ以外は、図９、図１０と同じ構造である。

本実施形態に係るトルク検出装置２４は、蓋２２に凹部２２ｂが形成してあり、その中に磁気センサ６が固定される。また、トルク検出装置２４は、内輪３に設けられた凹部３ｈに磁気ターゲット７となる２個の永久磁石８，９が固定される。２つの永久磁石８，９は一方の永久磁石のＮ極の隣に他方の永久磁石のＳ極が位置し、２個の永久磁石８，９が内輪３の周方向に隣接する状態で内輪３の凹部３ｈに固定される。

図１２、図１３において、内輪３の一側面には孔３ｋが開けられ、そこにキーの代わりにピン２５が固定される。また、蓋２２の側面には、ピン２５よりも長い円弧状の孔２２ｃが形成され、ピン２５は孔２２ｃに連通される。これにより、外輪２に対する内輪３の回転可能範囲は、ピン２５と孔２２ｃによって制限される。
このような構造すると、軸方向に薄型化でき、使用時の設置スペースを低減することができる。

図１４は、さらに他の実施形態を示す。この実施形態のトルク検出装置２６は、少なくともバッテリまたは自己発電等の電源ユニット２７と、磁気センサ６から得られるトルク信号をワイヤレスで送信する無線ユニット２８を含む信号処理部２９を備え、例えば外輪２の外周に固定される。磁気センサ６の信号をトルク値に変換する演算処理部（ＣＰＵ）が無線ユニット２８内に装着してあってもよい。

この場合に、外輪２または蓋２２に図示しない入力軸を固定し、内輪３に図示しない出力軸を固定すれば、入力軸が１回転以上するような多回転の用途でもトルクを検出することができる。

なお、前記各実施例では、軸受２０にトルク検出装置１９、２３、２４、２６の外輪２と内輪３を別途固定したが、軸受２０の外輪２０ａと内輪２０ｂに直接に、変位検出手段３０や弾性部材（例えばプランジャ１５）を実装してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…トルク検出装置
２…外輪
２ｆ…キー溝
２ｇ…嵌め込み溝
３…内輪
４…弾性部材
５…蓋
６…磁気センサ
７…磁気ターゲット
８，９…永久磁石
１０…キー
１１…孔
１２…凸部
１３…突起部
１４…トルク検出装置
１５…プランジャ
１６…本体
１７…ばね部材
１８…接触部材
１９…トルク検出装置
２０…軸受
２０ａ…外輪
２０ｂ…内輪
２１…固定部材
２２…蓋（部材）
２２ａ…嵌め込み溝
２３…トルク検出装置
２４…トルク検出装置
２６…トルク検出装置
２７…電源ユニット
２８…無線ユニット
２９…信号処理部
３０…変位検出手段

Claims (8)

1. 外輪に対して内輪が回転可能に支持され、前記外輪と前記内輪とが両輪間の回転変位に応じて弾性変形する弾性部材を有し、前記外輪と前記内輪との微小回転変位を検出し両輪間のトルクを算出可能な出力信号を出力する変位検出手段を備えるトルク検出装置において、
   前記変位検出手段は、前記外輪と前記内輪のどちらか一方に固定された磁気ターゲットと、他方に固定されて前記磁気ターゲットに対向し磁気を検出する磁気センサとを有し、 前記磁気ターゲットは２つの永久磁石からなり、これら２つの永久磁石は前記磁気センサに対向する極性がそれぞれ異なるように回転方向に隣接し、かつ前記外輪と前記内輪とが回転変位零の状態で前記２つの永久磁石の隣り合う磁極の境目が前記磁気センサの検出面の中心と対向するように配置されたトルク検出装置。
2. 請求項１に記載のトルク検出装置において、前記弾性部材と前記外輪と前記内輪との３つが一体構造であるトルク検出装置。
3. 請求項１に記載のトルク検出装置において、前記弾性部材は、ばね部材を内蔵し、先端に接触部材が配置されたプランジャであり、このプランジャは前記外輪および前記内輪のどちらか一方に固定され、前記外輪および前記内輪の他方には、開口側が次第に広がる断面形状の嵌め込み溝が形成され、前記プランジャは、前記ばね部材の押圧力よりに前記接触部材が前記嵌め込み溝に押圧されるトルク検出装置。
4. 請求項３に記載のトルク検出装置において、前記プランジャの先端にある前記接触部材の進退方向が、前記外輪または前記内輪の径方向とされ、前記プランジャが固定されていない前記外輪または前記内輪と一体となって動く部材の周面上に前記嵌め込み溝が形成されるトルク検出装置。
5. 請求項３に記載のトルク検出装置において、前記プランジャの先端にある前記接触部材の進退方向が、前記外輪または前記内輪の軸方向とされ、前記プランジャが固定されていない前記外輪または前記内輪と一体となって動く部材の一側面に前記嵌め込み溝が形成されるトルク検出装置。
6. 請求項５に記載のトルク検出装置において、前記磁気ターゲットは、前記外輪と前記内輪のどちらか一方の一側面に固定され、前記磁気センサは前記磁気ターゲットが固定されず前記外輪または前記内輪と一体となって動く部材の一側面に固定され、前記磁気ターゲットと前記磁気センサは軸方向に対向するトルク検出装置。
7. 請求項６に記載のトルク検出装置において、前記外輪と前記内輪は、軸受で回転可能に支持されるトルク検出装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のトルク検出装置において、電源ユニットと、前記磁気センサから得られる出力信号をワイヤレスで送信する無線ユニットを含む信号処理部を備えるトルク検出装置。

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