JP2019184466A - Torque measuring device - Google Patents

Torque measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP2019184466A
JP2019184466A JP2018077012A JP2018077012A JP2019184466A JP 2019184466 A JP2019184466 A JP 2019184466A JP 2018077012 A JP2018077012 A JP 2018077012A JP 2018077012 A JP2018077012 A JP 2018077012A JP 2019184466 A JP2019184466 A JP 2019184466A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
gauge
strain gauge
rotating body
measuring device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018077012A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7025981B2 (en
Inventor
和宏 市川
Kazuhiro Ichikawa
和宏 市川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ono Sokki Co Ltd
Original Assignee
Ono Sokki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ono Sokki Co Ltd filed Critical Ono Sokki Co Ltd
Priority to JP2018077012A priority Critical patent/JP7025981B2/en
Publication of JP2019184466A publication Critical patent/JP2019184466A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7025981B2 publication Critical patent/JP7025981B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide a torque measuring device which can increase the accuracy of measuring a torque by reducing the influence of temperatures on a strain gauge.SOLUTION: There is provided a torque measuring device which acts on a drive plate 2 connected to a crank shaft at the center part of the drive plate and connected to a torque converter at the outer periphery part of the drive plate. The torque measuring device includes: strain gauges 11 (A to F) arranged in a strain gauge 8 of the drive plate 2; and temperature gauges 12 (A to F) for compensating for the change of the resistance values of the strain gauges 11 (A to F) by temperatures, the strain gauges 11 (A to F) and the temperature gauges 12 (A to F) being arranged on the same circle of the drive plate 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、トルク計測装置に関する。   The present invention relates to a torque measuring device.

近年、自動車のトランスミッションの性能評価を行ううえで、エンジンとトランスミッションとを連結した状態でエンジンのトルクを高精度に測定できることが求められている。このトルク計測の従来技術として、エンジンのクランクシャフトとトランスミッションのトルクコンバータとの間に介設されるドライブプレートをトルク計として利用したものが知られている(例えば特許文献1〜3参照)。これらの特許文献には、トルクの検出素子としてひずみゲージを用いることが記載されている。   In recent years, in order to evaluate the performance of automobile transmissions, it is required that the engine torque can be measured with high accuracy in a state where the engine and the transmission are connected. As a conventional technique for this torque measurement, there is known one using a drive plate interposed between an engine crankshaft and a transmission torque converter as a torque meter (see, for example, Patent Documents 1 to 3). These patent documents describe the use of a strain gauge as a torque detection element.

特開2005−84000号公報JP 2005-84000 A 特許第3669421号公報Japanese Patent No. 3669421 特許第6263556号公報Japanese Patent No. 6263556

ドライブプレートはエンジンルーム内に配置されるため、高温の環境下に曝露されている。ドライブプレートの温度が高温になると、ひずみゲージの抵抗値が変化するため、正確なトルク測定ができないおそれがある。   Since the drive plate is disposed in the engine room, it is exposed to a high temperature environment. When the temperature of the drive plate becomes high, the resistance value of the strain gauge changes, and there is a possibility that accurate torque measurement cannot be performed.

本発明は、このような問題を解決するためのものであり、ひずみゲージに対する温度の影響を低減して、トルクの計測精度を向上させることを目的とする。   The present invention is for solving such a problem, and an object of the present invention is to reduce the influence of temperature on a strain gauge and improve the accuracy of torque measurement.

前記課題を解決するため、本発明は、中心部および外周部の一方が入力側回転体に連結し他方が出力側回転体に連結した円板回転体に作用するトルクの計測装置であって、前記円板回転体の起歪部に配置されるひずみゲージと、温度による前記ひずみゲージの抵抗値の変化を補償する温度ゲージと、を備え、前記ひずみゲージと前記温度ゲージとが前記円板回転体の同一円周線上に配置されているトルク計測装置とした。   In order to solve the above problems, the present invention is a measuring device for torque acting on a disk rotating body in which one of a central portion and an outer peripheral portion is connected to an input side rotating body and the other is connected to an output side rotating body, A strain gauge disposed in the strain-generating portion of the disk rotor, and a temperature gauge that compensates for a change in resistance value of the strain gauge due to temperature, and the strain gauge and the temperature gauge rotate the disk. The torque measuring device is arranged on the same circumference of the body.

本発明によれば、ひずみゲージと温度ゲージとを円板回転体の同一円周線上に配置することにより、円板回転体の温度分布が放射状の温度勾配を持つ場合において、ひずみゲージと温度ゲージとを互いに等価温度下に配することができる。これにより、温度ゲージの補償精度を高めることができるので、ひずみゲージに対する温度の影響を低減してトルクの計測精度を向上させることができる。   According to the present invention, the strain gauge and the temperature gauge are arranged on the same circumferential line of the disc rotating body, so that when the temperature distribution of the disc rotating body has a radial temperature gradient, the strain gauge and the temperature gauge. Can be arranged at an equivalent temperature to each other. Thereby, since the compensation accuracy of the temperature gauge can be increased, the influence of temperature on the strain gauge can be reduced and the torque measurement accuracy can be improved.

また、本発明は、前記ひずみゲージの抵抗値の誤差を補償する補償導線が、前記同一円周線上に配置されていることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that a compensation conducting wire for compensating for an error in resistance value of the strain gauge is arranged on the same circumferential line.

本発明によれば、ひずみゲージの微小な抵抗値の誤差を補償する補償導線の温度がひずみゲージの温度と略同じになるので、ブリッジ回路の平衡状態の誤差を低減できる。   According to the present invention, since the temperature of the compensation lead wire that compensates for the error in the minute resistance value of the strain gauge becomes substantially the same as the temperature of the strain gauge, the error in the equilibrium state of the bridge circuit can be reduced.

また、本発明は、前記円板回転体には肉抜き孔が複数形成され、前記ひずみゲージと前記温度ゲージと前記肉抜き孔とが、回転対称に配置されていることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that a plurality of lightening holes are formed in the disc rotating body, and the strain gauge, the temperature gauge, and the lightening holes are arranged rotationally symmetrically.

本発明によれば、ひずみゲージおよび温度ゲージに対する肉抜き孔の影響のばらつきを低減して、ひずみゲージのトルク検出精度と温度ゲージの補償精度とを高めることができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the variation in the influence of the hollow holes on the strain gauge and the temperature gauge, and to improve the torque detection accuracy of the strain gauge and the compensation accuracy of the temperature gauge.

また、本発明は、前記円板回転体に遮熱コーティング剤が塗布されていることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that a thermal barrier coating agent is applied to the disk rotating body.

本発明によれば、熱伝達および熱放射の影響を抑えて、円板回転体における伝熱を主に熱伝導のみにさせることができる。したがって、円板回転体において放射状の温度勾配が明確に表れ、ひずみゲージに対して温度ゲージや補償導線を同一円周線上に配置したことによる補償精度を一層高めることができる。   According to the present invention, the influence of heat transfer and heat radiation can be suppressed, and heat transfer in the disk rotor can be mainly made only for heat conduction. Therefore, a radial temperature gradient appears clearly in the disc rotating body, and the compensation accuracy by arranging the temperature gauge and the compensating conductor on the same circumferential line with respect to the strain gauge can be further enhanced.

また、本発明は、前記ひずみゲージと前記温度ゲージとの間に熱伝導シートが貼着されていることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that a heat conductive sheet is stuck between the strain gauge and the temperature gauge.

本発明によれば、ひずみゲージと温度ゲージとを等価温度に一層近づけることができるので、温度ゲージの補償精度をより高めることができる。   According to the present invention, since the strain gauge and the temperature gauge can be made closer to the equivalent temperature, the compensation accuracy of the temperature gauge can be further increased.

本発明によれば、ひずみゲージに対する温度の影響を低減して、トルクの計測精度を向上させることができる。   According to the present invention, the influence of temperature on the strain gauge can be reduced, and the torque measurement accuracy can be improved.

本発明のトルク計測装置を備えたドライブプレートの正面図である。It is a front view of the drive plate provided with the torque measuring device of the present invention. 図1におけるII−II断面図である。It is II-II sectional drawing in FIG. 図2におけるIII拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of III in FIG. 2. 図1におけるひずみゲージ周りの拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view around a strain gauge in FIG. 1. ひずみゲージのブリッジ回路の基本構成図および送信機、受信機のブロック回路図である。It is the basic block diagram of the bridge circuit of a strain gauge, and the block circuit diagram of a transmitter and a receiver. 熱伝導シミュレーションによるドライブプレートの温度分布図である。It is a temperature distribution figure of a drive plate by heat conduction simulation. ひずみゲージのブリッジ回路および温度ゲージ、補償導線の接続回路図である。It is a connection circuit diagram of a bridge circuit of a strain gauge, a temperature gauge, and a compensation lead wire.

図1において、本発明に係るトルク計測装置1は、ドライブプレート2に作用するトルクを計測する装置である。ドライブプレート2は、図2に示すように、入力側回転体としてのエンジンのクランクシャフト21と、出力側回転体としてのトルクコンバータ22との間に介設される円板回転体である。図1に示すように、ドライブプレート2の中心部周りには、軸心Oを中心として複数(本実施形態では8個)の第1ボルト通し孔3が形成され、外周部周りには複数(本実施形態では6個)の第2ボルト通し孔4が形成されている。ドライブプレート2は、図2に示すように、一面側の中心部がクランクシャフト21の端面に突き当てられて、第1ボルト通し孔3を通した第1ボルト23により締結され、他面側の外周部がトルクコンバータ22に突き当てられて、第2ボルト通し孔4を通した第2ボルト24により締結される。   In FIG. 1, a torque measuring device 1 according to the present invention is a device that measures torque acting on a drive plate 2. As shown in FIG. 2, the drive plate 2 is a disc rotating body interposed between an engine crankshaft 21 as an input side rotating body and a torque converter 22 as an output side rotating body. As shown in FIG. 1, a plurality of (eight in the present embodiment) first bolt through holes 3 are formed around the center of the drive plate 2 around the axis O, and a plurality ( Six second bolt through holes 4 are formed in this embodiment. As shown in FIG. 2, the drive plate 2 is fastened by a first bolt 23 having a central portion on one surface abutted against the end surface of the crankshaft 21 and passing through the first bolt through hole 3, and on the other surface side. The outer peripheral portion is abutted against the torque converter 22 and is fastened by the second bolt 24 that has passed through the second bolt through hole 4.

図1に示すように、ドライブプレート2の外周縁には、図示しないセルモータのピニオンギヤと噛合するリングギヤ5が形成されている。ドライブプレート2の中心には、クランクシャフト21に嵌合してドライブプレート2を芯出しする芯出し孔6が形成されている。また、ドライブプレート2の外周部寄りには、複数の肉抜き孔7が円周方向に等間隔で形成されている。前記したように本実施形態では6個の第2ボルト通し孔4が形成されており、計6個の肉抜き孔7のそれぞれが、隣り合う第2ボルト通し孔4同士の間に位置するように形成されている。   As shown in FIG. 1, a ring gear 5 that meshes with a pinion gear of a cell motor (not shown) is formed on the outer peripheral edge of the drive plate 2. In the center of the drive plate 2, a centering hole 6 that is fitted to the crankshaft 21 to center the drive plate 2 is formed. Further, near the outer peripheral portion of the drive plate 2, a plurality of lightening holes 7 are formed at equal intervals in the circumferential direction. As described above, in the present embodiment, the six second bolt through holes 4 are formed, and the total of the six lightening holes 7 are located between the adjacent second bolt through holes 4. Is formed.

ドライブプレート2には、入力側の中心部から出力側の外周部に回転力が伝達される際に、ひずみを積極的に生じさせるための起歪部8が形成されている。起歪部8は、円周方向に等間隔で6カ所形成されており、各起歪部8は隣り合う肉抜き孔7同士の間に配置されている。起歪部8は、隣り合う肉抜き孔7間の中心を通る径方向線Lを挟んで形成された一対のスリット9と、一対のスリット9間に形成された矩形状の薄肉部10と、を備えて構成されている。スリット9は、径方向線Lに沿って延びるように形成されており、ドライブプレート2の表裏を貫通する長孔として形成されている。薄肉部10は、図3から判るように、ドライブプレート2の表裏のそれぞれに凹部が設けられるように薄肉状に形成されている。   The drive plate 2 is formed with a strain generating portion 8 for positively generating strain when a rotational force is transmitted from the center portion on the input side to the outer peripheral portion on the output side. Six strain-generating portions 8 are formed at equal intervals in the circumferential direction, and each strain-generating portion 8 is disposed between adjacent hollow holes 7. The strain generating portion 8 includes a pair of slits 9 formed across a radial line L that passes through the center between adjacent thinning holes 7, a rectangular thin portion 10 formed between the pair of slits 9, and It is configured with. The slit 9 is formed so as to extend along the radial line L, and is formed as a long hole penetrating the front and back of the drive plate 2. As can be seen from FIG. 3, the thin-walled portion 10 is formed in a thin-wall shape so that a recess is provided on each of the front and back surfaces of the drive plate 2.

「ひずみゲージ11」
図1において、各薄肉部10の表裏にはひずみゲージ11(図1では11A〜11Fで示す)が取り付けられている。すなわち、ドライブプレート2には、一面側と他面側にそれぞれ同一円周線上に等間隔で6個ずつ配置された計12個のひずみゲージ11が接着材等により取り付けられている。ひずみゲージ11は、その中央部が径方向線L上に位置するように配置されている。図1では、一面側の6個のひずみゲージ11A,11B,…,11Fが順に配置され、その各裏には、ひずみゲージ11G,11H,…,11Lが配置されている。
"Strain gauge 11"
In FIG. 1, strain gauges 11 (shown as 11 </ b> A to 11 </ b> F in FIG. 1) are attached to the front and back of each thin portion 10. In other words, a total of twelve strain gauges 11 arranged at equal intervals on the same circumferential line on the one surface side and the other surface side are attached to the drive plate 2 by an adhesive or the like. The strain gauge 11 is disposed so that the center portion thereof is positioned on the radial line L. In FIG. 1, six strain gauges 11A, 11B,..., 11F on one side are arranged in order, and strain gauges 11G, 11H,.

ひずみゲージ11は抵抗素子として機能し、外部からの引張力や圧縮力によって伸縮してその抵抗値を変化させる。図5に示すブリッジ回路31により、抵抗素子R1〜R4の抵抗値の変化でA点−B点間に電圧を生じさせる。これにより、当該電圧をトルクに応じた出力電圧として取り出すことができる。ひずみが生じていない場合、ブリッジ回路31は「R1・R4=R2・R3」で平衡状態となり、出力電圧はゼロとなる。出力電圧は、例えばアンプ32、A/Dコンバータ33、CPU34を備えた送信機35を介して送信される。送信機35はドライブプレート2の所定部に取り付けられる。送信された信号は、CPU36、D/Aコンバータ37、アンプ38を備えた受信機39で受信され、トルク出力装置40でトルク計測値が表示、保存される。なお、各ひずみゲージ11は、それぞれ2つの抵抗素子を備えて構成されている。   The strain gauge 11 functions as a resistance element, and expands and contracts by an external tensile force or compressive force to change its resistance value. The bridge circuit 31 shown in FIG. 5 generates a voltage between the points A and B by the change in the resistance values of the resistance elements R1 to R4. Thereby, the said voltage can be taken out as an output voltage according to a torque. When no distortion occurs, the bridge circuit 31 is in an equilibrium state with “R1 · R4 = R2 · R3”, and the output voltage becomes zero. The output voltage is transmitted via a transmitter 35 including an amplifier 32, an A / D converter 33, and a CPU 34, for example. The transmitter 35 is attached to a predetermined portion of the drive plate 2. The transmitted signal is received by a receiver 39 including a CPU 36, a D / A converter 37, and an amplifier 38, and a torque measurement value is displayed and stored by a torque output device 40. Each strain gauge 11 is configured to include two resistance elements.

「温度ゲージ12、補償導線13」
図1において、トルク計測装置1は、温度によるひずみゲージ11の抵抗値の変化を補償する温度ゲージ12(図1では12A〜12Fで示す)と、ひずみゲージ11の抵抗値の誤差を補償する補償導線13とを備えている。温度ゲージ12は、温度と相関する抵抗素子を備えている。ひずみゲージ11の温度抵抗係数に合わせた仕様の温度ゲージ12を、図5に示すように、ブリッジ回路31に対して直列に接続することで、温度が変化した際のひずみゲージ11の抵抗値の変化を相殺し、同一のひずみに対して同一の電圧が出力されるように補償することができる。
"Temperature gauge 12, compensating lead wire 13"
In FIG. 1, a torque measuring device 1 includes a temperature gauge 12 (indicated by 12A to 12F in FIG. 1) that compensates for changes in the resistance value of the strain gauge 11 due to temperature, and compensation that compensates for errors in the resistance value of the strain gauge 11. Conductive wire 13 is provided. The temperature gauge 12 includes a resistance element that correlates with temperature. As shown in FIG. 5, the temperature gauge 12 having a specification matched to the temperature resistance coefficient of the strain gauge 11 is connected in series to the bridge circuit 31, so that the resistance value of the strain gauge 11 when the temperature changes can be obtained. It is possible to compensate for the change so that the same voltage is output for the same distortion.

補償導線13は、ひずみゲージ11の抵抗素子の間の誤差を補償する抵抗素子であり、ひずみゲージ11と略同じ電気抵抗の温度係数を有している。補償導線13を、図5に示すように、ブリッジ回路31の一辺に直列に接続し、後記するように補償導線13をひずみゲージ11の温度と等価にすることで、ブリッジ回路31の平衡状態の誤差を低減できる。   The compensating conductor 13 is a resistance element that compensates for an error between the resistance elements of the strain gauge 11, and has a temperature coefficient of electric resistance that is substantially the same as that of the strain gauge 11. As shown in FIG. 5, the compensating conductor 13 is connected in series to one side of the bridge circuit 31, and the compensating conductor 13 is equivalent to the temperature of the strain gauge 11 as will be described later. Error can be reduced.

ここで、温度ゲージ12、補償導線13と、ひずみゲージ11との間に温度差が存在すると、その温度差によって補償精度にずれが生じ、ひずみゲージ11を正しく補償できない。そのため、補償精度を高めるためには、温度ゲージ12や補償導線13をひずみゲージ11の温度と略等価の温度下に配置する必要がある。   Here, if there is a temperature difference between the temperature gauge 12, the compensation lead wire 13, and the strain gauge 11, the compensation accuracy is shifted due to the temperature difference, and the strain gauge 11 cannot be compensated correctly. Therefore, in order to increase the compensation accuracy, it is necessary to arrange the temperature gauge 12 and the compensation lead wire 13 at a temperature substantially equivalent to the temperature of the strain gauge 11.

本発明者は、ドライブプレート2の使用環境に基づく温度分布に着目し、以下のように解析を行った。ドライブプレート2はエンジンルーム内に配置されるため、高温の環境下に曝露されている。熱の伝わり方には、熱伝導、熱伝達、熱放射の3種類があるが、エンジンルーム内の雰囲気温度から伝わる熱伝達および熱放射については、雰囲気温度の分布に極度な偏りはさほど生じないことから、ドライブプレート2全体に略一様に熱が伝わるとみなすことができる。また、例えば遮熱コーティング剤をドライブプレート2の表面に塗布することで、熱伝達および熱放射の影響を抑えることができる。したがって、ドライブプレート2の温度分布は、クランクシャフト21およびトルクコンバータ22からの熱伝導の影響が支配的となる。   The inventor paid attention to the temperature distribution based on the usage environment of the drive plate 2 and analyzed it as follows. Since the drive plate 2 is disposed in the engine room, it is exposed to a high temperature environment. There are three types of heat transfer methods: heat conduction, heat transfer, and heat radiation. However, for heat transfer and heat radiation transmitted from the ambient temperature in the engine room, extreme bias does not occur in the distribution of ambient temperature. Therefore, it can be considered that heat is transmitted substantially uniformly throughout the drive plate 2. Further, for example, by applying a thermal barrier coating agent to the surface of the drive plate 2, the influence of heat transfer and heat radiation can be suppressed. Therefore, the temperature distribution of the drive plate 2 is dominated by the influence of heat conduction from the crankshaft 21 and the torque converter 22.

通常、エンジンのクランクシャフト21とトルクコンバータ22とでは、クランクシャフト21の温度の方が高い。したがって、クランクシャフト21とトルクコンバータ22の温度差から、ドライブプレート2では、クランクシャフト21との連結部である中心部から外側に放射状に熱伝導する。つまり、ドライブプレート2の温度分布は、軸心Oから離れるにしたがい低温となり、任意の円周線上では全周にわたり均一温度となる放射状の温度勾配の分布となる。   Usually, the crankshaft 21 and the torque converter 22 of the engine have a higher temperature of the crankshaft 21. Therefore, due to the temperature difference between the crankshaft 21 and the torque converter 22, the drive plate 2 conducts heat radially outward from the central portion that is the connecting portion with the crankshaft 21. That is, the temperature distribution of the drive plate 2 becomes a low temperature as the distance from the axis O is increased, and a radial temperature gradient distribution having a uniform temperature over the entire circumference on an arbitrary circumferential line.

図6は、熱伝導シミュレーションによるドライブプレート2の温度分布を示す。この図6から、中心部から放射状に高温域41、中高温域42、中温域43、低温域44が分布していることが判る。肉抜き孔7が存在する中温域43については、肉抜き孔7からの放熱の影響により、厳密に円周方向に沿わずに、隣り合う肉抜き孔7間で概ね直線状に延びており、全体として六角形状の温度分布となっている。しかし、肉抜き孔7の数が6個程度かそれ以上であれば、多角形状も略真円形に近いものとなるので、若干の温度の違いは無視して、中温域43の温度分布も円周方向に均一とみなすことができる。   FIG. 6 shows a temperature distribution of the drive plate 2 by a heat conduction simulation. It can be seen from FIG. 6 that a high temperature region 41, a medium high temperature region 42, a medium temperature region 43, and a low temperature region 44 are distributed radially from the center. About the middle temperature region 43 where the lightening holes 7 exist, due to the effect of heat radiation from the lightening holes 7, it extends substantially linearly between the adjacent lightening holes 7 without strictly following the circumferential direction, The overall temperature distribution is hexagonal. However, if the number of the hollow holes 7 is about 6 or more, the polygonal shape is almost a perfect circle. Therefore, the temperature distribution in the intermediate temperature region 43 is also circular, ignoring a slight temperature difference. It can be considered uniform in the circumferential direction.

以上から、ひずみゲージ11と温度ゲージ12と補償導線13とを軸心Oから等距離に配置することで、すなわち、ひずみゲージ11と温度ゲージ12と補償導線13とをドライブプレート2の同一円周線上に配置することで、各者を互いに略等価の温度下におくことができ、温度ゲージ12や補償導線13の補償精度を高めることができる。   From the above, the strain gauge 11, the temperature gauge 12, and the compensating lead wire 13 are arranged at equal distances from the axis O, that is, the strain gauge 11, the temperature gauge 12, and the compensating lead wire 13 are arranged at the same circumference of the drive plate 2. By arranging on the line, each person can be placed under a substantially equivalent temperature, and the compensation accuracy of the temperature gauge 12 and the compensating lead wire 13 can be increased.

図1において、本実施形態では、計12個の温度ゲージ12のそれぞれが、ドライブプレート2の一面側および他面側で、各起歪部8の一方のスリット9の脇に接着材等により取り付けられている。一面側のひずみゲージ11A〜11Fの各隣に温度ゲージ12A〜12Fが配置され、他面側のひずみゲージ11G〜11Lの各隣に温度ゲージ12G〜12L(図7)が配置されている。図4において、符号P1は、ひずみゲージ11の径外側の辺の中央点を示し、符号P2は、ひずみゲージ11の径内側の辺の中央点を示す。符号C1は、中央点P1を通る円周線であり、符号C2は、中央点P2を通る円周線である。本発明において、「ひずみゲージ11と温度ゲージ12とが同一円周線上に配置される」とは、温度ゲージ12の少なくとも一部が、円周線C1と円周線C2との間の範囲に位置している関係を意味する。補償精度を高めるうえで、温度ゲージ12の面積の半分以上、望ましくは80%以上が円周線C1と円周線C2との間の範囲にかかるように温度ゲージ12を配置することが好ましい。   In FIG. 1, in the present embodiment, a total of twelve temperature gauges 12 are attached to one side of the drive plate 2 and the other side by an adhesive or the like beside one slit 9 of each strain generating portion 8. It has been. Temperature gauges 12A to 12F are arranged next to the strain gauges 11A to 11F on the one surface side, and temperature gauges 12G to 12L (FIG. 7) are arranged next to the strain gauges 11G to 11L on the other surface side. In FIG. 4, the symbol P <b> 1 indicates the center point of the outer side of the strain gauge 11, and the symbol P <b> 2 indicates the center point of the inner side of the strain gauge 11. Symbol C1 is a circumferential line passing through the central point P1, and symbol C2 is a circumferential line passing through the central point P2. In the present invention, “the strain gauge 11 and the temperature gauge 12 are arranged on the same circumferential line” means that at least a part of the temperature gauge 12 is in a range between the circumferential line C1 and the circumferential line C2. Means a relationship that is located. In order to increase the compensation accuracy, it is preferable to arrange the temperature gauge 12 so that more than half, preferably 80% or more, of the area of the temperature gauge 12 covers the range between the circumferential line C1 and the circumferential line C2.

補償導線13についても同様であり、本発明において、「補償導線13が同一円周線上に配置されている」とは、補償導線13の少なくとも一部が、円周線C1と円周線C2との間の範囲に位置している関係を意味する。   The same applies to the compensation lead wire 13. In the present invention, “the compensation lead wire 13 is disposed on the same circumferential line” means that at least a part of the compensation lead wire 13 includes the circumferential line C 1 and the circumferential line C 2. Means a relationship located in the range between.

また、隣合う肉抜き孔7同士に接する外側の接線を外側接線S1、内側の接線を内側接線S2とすると、本実施形態では、ひずみゲージ11が外側接線S1と内側接線S2との間の範囲に位置している。外側接線S1と内側接線S2との間の温度分布は、厳密には軸心Oを中心とする放射状ではなく、図6のシミュレーション結果から、肉抜き孔7同士をむすぶ直線、すなわち径方向線Lとの直交線に沿いつつ径外方向に次第に低温となる温度勾配になると推察される。したがって、径方向線L1と直交しかつ中央点P1を通る直線をS3、径方向線L1と直交しかつ中央点P2を通る直線をS4とすると、温度ゲージ12の少なくとも一部が、直線S3と直線S4との間の範囲に配置されるようにすれば、肉抜き孔7間にひずみゲージ11を配置した場合の補償精度をより高めることができる。補償精度を一層高めるうえで、温度ゲージ12の面積の半分以上、望ましくは80%以上が直線S3と直線S4との間の範囲にかかるように温度ゲージ12を配置することが好ましい。本実施形態では、温度ゲージ12の略全体が直線S3と直線S4との間の範囲に位置するように配置されている。補償導線13についても、その一部が直線S3と直線S4との間の範囲に配置されるようにしてもよい。   In addition, in the present embodiment, the strain gauge 11 is a range between the outer tangent line S1 and the inner tangent line S2 when the outer tangent line that contacts the adjacent hollow holes 7 is the outer tangent line S1 and the inner tangent line is the inner tangent line S2. Is located. Strictly speaking, the temperature distribution between the outer tangent line S1 and the inner tangent line S2 is not a radial shape centered on the axis O, and is based on the simulation result of FIG. It is inferred that the temperature gradient gradually becomes lower in the radial direction along the orthogonal line. Accordingly, when a straight line that is orthogonal to the radial line L1 and passes through the center point P1 is S3, and a straight line that is orthogonal to the radial line L1 and passes through the center point P2 is S4, at least a part of the temperature gauge 12 is the straight line S3. If it arrange | positions in the range between straight lines S4, the compensation precision at the time of arrange | positioning the strain gauge 11 between the lightening holes 7 can be improved more. In order to further increase the compensation accuracy, it is preferable to arrange the temperature gauge 12 so that more than half of the area of the temperature gauge 12, desirably 80% or more, falls within the range between the straight line S 3 and the straight line S 4. In this embodiment, it arrange | positions so that the substantially whole temperature gauge 12 may be located in the range between the straight line S3 and the straight line S4. A part of the compensation lead wire 13 may also be arranged in a range between the straight line S3 and the straight line S4.

図1に示すように、ひずみゲージ11、温度ゲージ12、補償導線13からの配線14は、ブリッジ回路31を構成して円周状に引き回されたうえで、送信機35(図1では図示せず、図5参照)に接続されている。図7に、本実施形態で用いたブリッジ回路31の具体例を示す。符号11A1、11A2は、図1のひずみゲージ11Aの抵抗であり、同様に、11B1,11B2…11L1,11L2はそれぞれひずみゲージ11B…11Lの抵抗を示している。   As shown in FIG. 1, the wiring 14 from the strain gauge 11, the temperature gauge 12, and the compensating lead wire 13 constitutes a bridge circuit 31 and is routed around the circumference, and then the transmitter 35 (FIG. (See FIG. 5). FIG. 7 shows a specific example of the bridge circuit 31 used in this embodiment. Reference numerals 11A1 and 11A2 denote resistances of the strain gauge 11A shown in FIG. 1, and 11B1, 11B2,... 11L1, and 11L2 denote resistances of the strain gauges 11B to 11L, respectively.

ブリッジ回路31の一方の分岐路には、11G1,11A1,11K1,11E1,11I1,11C1,補償導線13,11L2,11F2,11J2,11D2,11H2,11B2が直列に接続されている。他方の分岐路には、11G2、11A2,11K2,11E2,11I2,11C2,11B1,11H1,11D1,11J1,11F1,11L1が直列に接続されている。11C1−補償導線13間のA点と、11C2−11B1間のB点との間の電圧が、トルクに応じた電圧として出力される。正電源電圧Vccとブリッジ回路31との間に温度ゲージ12G,12A,12H,12B,12I,12Cが直列に接続され、ブリッジ回路31とグランドGNDとの間に温度ゲージ12D,12J,12E,12K,12F,12Lが直列に接続されている。以上の接続例はあくまで一例であり、配線14の引き回し等により適宜に設計変更してよい。   11G1, 11A1, 11K1, 11E1, 11I1, 11C1, compensating conductors 13, 11L2, 11F2, 11J2, 11D2, 11H2, and 11B2 are connected in series to one branch path of the bridge circuit 31. 11G2, 11A2, 11K2, 11E2, 11I2, 11C2, 11B1, 11H1, 11D1, 11J1, 11F1, and 11L1 are connected in series to the other branch path. The voltage between the point A between the 11C1 and the compensation lead wire 13 and the point B between the 11C2-11B1 is output as a voltage corresponding to the torque. Temperature gauges 12G, 12A, 12H, 12B, 12I, and 12C are connected in series between the positive power supply voltage Vcc and the bridge circuit 31, and the temperature gauges 12D, 12J, 12E, and 12K are connected between the bridge circuit 31 and the ground GND. , 12F, 12L are connected in series. The above connection example is merely an example, and the design may be appropriately changed by routing the wiring 14 or the like.

以上のように、ドライブプレート2の起歪部8に配置されるひずみゲージ11と、温度によるひずみゲージ11の抵抗値の変化を補償する温度ゲージ12と、を備え、ひずみゲージ11と温度ゲージ12とをドライブプレート2の同一円周線上に配置すれば、放射状の温度勾配を持つドライブプレート固有の温度分布を利用して、温度ゲージ12の補償精度を高めることができる。これにより、例えば、定格に対して0.1%程度以下の誤差でエンジンの回転トルクを高精度に測定できる。   As described above, the strain gauge 11 disposed in the strain generating portion 8 of the drive plate 2 and the temperature gauge 12 that compensates for a change in the resistance value of the strain gauge 11 due to temperature are provided. Are arranged on the same circumference of the drive plate 2, the compensation accuracy of the temperature gauge 12 can be enhanced by utilizing the temperature distribution unique to the drive plate having a radial temperature gradient. Thereby, for example, the rotational torque of the engine can be measured with high accuracy with an error of about 0.1% or less with respect to the rating.

ひずみゲージ11の抵抗値の誤差を補償する補償導線13を、ひずみゲージ11と同一円周線上に配置すれば、補償導線13の温度がひずみゲージ11の温度と略同じになるので、ブリッジ回路の平衡状態の誤差を低減できる。   If the compensating lead wire 13 that compensates for an error in the resistance value of the strain gauge 11 is arranged on the same circumferential line as the strain gauge 11, the temperature of the compensating lead wire 13 becomes substantially the same as the temperature of the strain gauge 11, so that the bridge circuit The error in the equilibrium state can be reduced.

本実施形態のように、ドライブプレート2に肉抜き孔7が複数形成され、ひずみゲージ11と温度ゲージ12と肉抜き孔7とを軸心Oを中心として回転対称に配置すれば、ひずみゲージ11および温度ゲージ12に対する肉抜き孔7の影響のばらつきを低減して、ひずみゲージ11のトルク検出精度と温度ゲージ12の補償精度とを高めることができる。さらに、ドライブプレート2の回転バランスを保つことができる。   As in the present embodiment, if the drive plate 2 is formed with a plurality of lightening holes 7 and the strain gauge 11, the temperature gauge 12, and the lightening holes 7 are arranged rotationally symmetrically about the axis O, the strain gauge 11 In addition, the variation in the influence of the hole 7 on the temperature gauge 12 can be reduced, and the torque detection accuracy of the strain gauge 11 and the compensation accuracy of the temperature gauge 12 can be increased. Furthermore, the rotational balance of the drive plate 2 can be maintained.

ドライブプレート2に遮熱コーティング剤を塗布すれば、大気による熱伝達および熱放射の影響を抑えて、ドライブプレート2における伝熱を主に熱伝導のみにさせることができる。したがって、ドライブプレート2において放射状の温度勾配が明確に表れ、ひずみゲージ11に対して温度ゲージ12や補償導線13を同一円周線上に配置したことによる補償精度を一層高めることができる。   If a thermal barrier coating agent is applied to the drive plate 2, the heat transfer by the atmosphere and the influence of heat radiation can be suppressed, and the heat transfer in the drive plate 2 can be mainly limited to heat conduction. Therefore, a radial temperature gradient appears clearly in the drive plate 2, and the compensation accuracy by disposing the temperature gauge 12 and the compensation conductor 13 on the same circumferential line with respect to the strain gauge 11 can be further enhanced.

以上、本発明の好適な実施形態を説明した。ひずみゲージ11と温度ゲージ12との間に熱伝導シートを貼着すれば、ひずみゲージ11と温度ゲージ12とを等価温度に一層近づけることができるので、温度ゲージ12の補償精度をより高めることができる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above. If a heat conductive sheet is attached between the strain gauge 11 and the temperature gauge 12, the strain gauge 11 and the temperature gauge 12 can be brought closer to the equivalent temperature, so that the compensation accuracy of the temperature gauge 12 can be further increased. it can.

起歪部8の形状例は、ひずみが生じる部位であれば、スリット9や薄肉部10に限定されるものではない。   The shape example of the strain generating portion 8 is not limited to the slit 9 or the thin portion 10 as long as the strain is generated.

1 トルク計測装置
2 ドライブプレート(円板回転体)
3 第1ボルト通し孔
4 第2ボルト通し孔
7 肉抜き孔
8 起歪部
9 スリット
10 薄肉部
11 ひずみゲージ
12 温度ゲージ
13 補償導線
21 クランクシャフト(入力側回転体)
22 トルクコンバータ(出力側回転体)
1 Torque measurement device 2 Drive plate (rotary disk)
3 First Bolt Passing Hole 4 Second Bolt Passing Hole 7 Thickening Hole 8 Strain Part 9 Slit 10 Thin Part 11 Strain Gauge 12 Temperature Gauge 13 Compensating Lead 21 Crankshaft (Input Side Rotating Body)
22 Torque converter (output side rotating body)

Claims (6)

中心部および外周部の一方が入力側回転体に連結し他方が出力側回転体に連結した円板回転体に作用するトルクの計測装置であって、
前記円板回転体の起歪部に配置されるひずみゲージと、
温度による前記ひずみゲージの抵抗値の変化を補償する温度ゲージと、
を備え、前記ひずみゲージと前記温度ゲージとが前記円板回転体の同一円周線上に配置されていることを特徴とするトルク計測装置。
A torque measuring device acting on a disk rotating body in which one of a central part and an outer peripheral part is connected to an input side rotating body and the other is connected to an output side rotating body,
A strain gauge disposed in the strain-generating portion of the disk rotor,
A temperature gauge that compensates for changes in the resistance value of the strain gauge due to temperature; and
And the strain gauge and the temperature gauge are arranged on the same circumferential line of the disc rotating body.
前記ひずみゲージの抵抗値の誤差を補償する補償導線が、前記同一円周線上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のトルク計測装置。   The torque measuring device according to claim 1, wherein a compensating lead wire that compensates for an error in resistance value of the strain gauge is disposed on the same circumferential line. 前記円板回転体には肉抜き孔が複数形成され、
前記ひずみゲージと前記温度ゲージと前記肉抜き孔とが、回転対称に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトルク計測装置。
The disk rotor is formed with a plurality of lightening holes,
The torque measuring device according to claim 1, wherein the strain gauge, the temperature gauge, and the lightening hole are arranged rotationally symmetrically.
前記円板回転体に遮熱コーティング剤が塗布されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のトルク計測装置。   The torque measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein a thermal barrier coating agent is applied to the disk rotating body. 前記ひずみゲージと前記温度ゲージとの間に熱伝導シートが貼着されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のトルク計測装置。   The torque measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein a heat conductive sheet is adhered between the strain gauge and the temperature gauge. 前記円板回転体は、前記中心部に前記入力側回転体としてのエンジンのクランクシャフトが連結され、前記外周部に前記出力側回転体としてのトルクコンバータが連結されるドライブプレートであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のトルク計測装置。   The disc rotating body is a drive plate in which a crankshaft of an engine as the input side rotating body is connected to the central portion, and a torque converter as the output side rotating body is connected to the outer peripheral portion. The torque measuring device according to any one of claims 1 to 5.
JP2018077012A 2018-04-12 2018-04-12 Torque measuring device Active JP7025981B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018077012A JP7025981B2 (en) 2018-04-12 2018-04-12 Torque measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018077012A JP7025981B2 (en) 2018-04-12 2018-04-12 Torque measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019184466A true JP2019184466A (en) 2019-10-24
JP7025981B2 JP7025981B2 (en) 2022-02-25

Family

ID=68340813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018077012A Active JP7025981B2 (en) 2018-04-12 2018-04-12 Torque measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7025981B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021187342A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 株式会社グローセル Torque sensor and robot joint structure
WO2022153974A1 (en) 2021-01-12 2022-07-21 ミネベアミツミ株式会社 Drive plate-type torque transducer

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5544745A (en) * 1978-09-26 1980-03-29 Fujitsu Ltd Hybrid integrated circuit
JPS5633538U (en) * 1979-08-23 1981-04-02
JPS623631A (en) * 1985-06-29 1987-01-09 Teraoka Seiko Co Ltd Output adjusting pattern resistor for load cell
JPS62229041A (en) * 1986-03-31 1987-10-07 Toshiba Corp Semiconductor type pressure detector
JPH03249532A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Yokogawa Electric Corp Semiconductor pressure gauge
US5386724A (en) * 1993-08-31 1995-02-07 Schlumberger Technology Corporation Load cells for sensing weight and torque on a drill bit while drilling a well bore
JP2003518240A (en) * 1998-10-30 2003-06-03 ヴァーノン, エー. ランブソン, Method and apparatus for measuring torque
US20070220960A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Hossein Javaherian Method and apparatus for engine torque sensing
JP2008145342A (en) * 2006-12-12 2008-06-26 Honda Motor Co Ltd Chip for force/torque sensor
JP2009288187A (en) * 2008-05-30 2009-12-10 Toyota Motor Corp Load cell
JP2011209104A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Honda Motor Co Ltd Chip for force sensor and chip for acceleration sensor
JP2013011567A (en) * 2011-06-30 2013-01-17 Toyota Motor Corp Torque measuring device
JP2017090264A (en) * 2015-11-11 2017-05-25 株式会社ロボテック Torque detector

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5544745A (en) * 1978-09-26 1980-03-29 Fujitsu Ltd Hybrid integrated circuit
JPS5633538U (en) * 1979-08-23 1981-04-02
JPS623631A (en) * 1985-06-29 1987-01-09 Teraoka Seiko Co Ltd Output adjusting pattern resistor for load cell
JPS62229041A (en) * 1986-03-31 1987-10-07 Toshiba Corp Semiconductor type pressure detector
JPH03249532A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Yokogawa Electric Corp Semiconductor pressure gauge
US5386724A (en) * 1993-08-31 1995-02-07 Schlumberger Technology Corporation Load cells for sensing weight and torque on a drill bit while drilling a well bore
JP2003518240A (en) * 1998-10-30 2003-06-03 ヴァーノン, エー. ランブソン, Method and apparatus for measuring torque
US20070220960A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Hossein Javaherian Method and apparatus for engine torque sensing
JP2008145342A (en) * 2006-12-12 2008-06-26 Honda Motor Co Ltd Chip for force/torque sensor
JP2009288187A (en) * 2008-05-30 2009-12-10 Toyota Motor Corp Load cell
JP2011209104A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Honda Motor Co Ltd Chip for force sensor and chip for acceleration sensor
JP2013011567A (en) * 2011-06-30 2013-01-17 Toyota Motor Corp Torque measuring device
JP2017090264A (en) * 2015-11-11 2017-05-25 株式会社ロボテック Torque detector

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021187342A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 株式会社グローセル Torque sensor and robot joint structure
JP7360542B2 (en) 2020-03-19 2023-10-12 株式会社グローセル torque sensor
WO2022153974A1 (en) 2021-01-12 2022-07-21 ミネベアミツミ株式会社 Drive plate-type torque transducer

Also Published As

Publication number Publication date
JP7025981B2 (en) 2022-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8776616B2 (en) Multiaxial force-torque sensors
CA2347796A1 (en) Method and apparatus for measuring torque
JP2022504667A (en) Arrangement of strain wave gears and elastic transmission elements for them, robot arms and strain gauges
JP2019184466A (en) Torque measuring device
JP2006220574A (en) Rotating-body dynamic quantity measuring instrument and rotating-body dynamic quantity measurement system
US20060277771A1 (en) Coupling and angular position measuring device using the coupling
JP2010169586A (en) Torque amount converter
JP2023533835A (en) sensor error detector
JP4837940B2 (en) Rotary component force measuring device
JP6835475B2 (en) Surface pressure sensor
JP2008216019A (en) Torque sensor and electric power steering device
JP7153596B2 (en) Torque measuring device
KR20140061293A (en) Method for calibrating a torsion torquemeter
US3128622A (en) Torque meter
JP2018004290A (en) Thrust load measurement device
JP2012132759A (en) Tachometer, torque sensor and drive device
JP6393952B2 (en) Coil temperature measuring device
de Oliveira et al. Design and experimental set-up of a hybrid dynamometer applied to a fourth axis of the vertical machining center
CN103308227A (en) Combined photoelectric torque measurement device and measurement method
JP2021025956A (en) Measuring device
Sujatha Strain Gauge-Based Equipment
JP2017090264A (en) Torque detector
JP2005084000A (en) Torque measuring device
RU219078U1 (en) torque sensor
RU2464538C1 (en) Pressure sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210107

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220118

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7025981

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150