JP2020201046A - Torque detection sensor and power transmission device - Google Patents

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Abstract

To provide a torque detection sensor that can accurately detect the torque applied to a circular body and is also applicable to a small diameter circular body.SOLUTION: The torque detection sensor is a torque detection sensor 40 that detects torque applied to a flex gear (circular body) and includes a substrate 41 having a first conductor layer L1 and a second conductor layer. The first conductor layer L1 and the second conductor layer each include a resistance wire pattern R1. The resistance wire pattern R1 of at least one of the first conductor layer L1 and the second conductor layer includes an arc-shaped or annular pattern in which resistance lines r1 inclined to one side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear are plurally arranged in the circumferential direction and connected in series.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、トルク検出センサおよび動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a torque detection sensor and a power transmission device.

近年、ロボットの関節などに搭載される減速機の需要が急速に高まっている。従来の減速機については、例えば、特開２０００―１３１１６０号公報および特開２００５−６９４０１号公報に記載されている。これらの公報では、減速後の回転数で回転する歯車に、歪みゲージが貼り付けられている。これにより、歯車に掛かるトルクの検出が可能となっている。
特開２０００−１３１１６０号公報 特開２００５−６９４０１号公報 In recent years, the demand for speed reducers mounted on robot joints and the like has been rapidly increasing. Conventional speed reducers are described in, for example, JP-A-2000-131160 and JP-A-2005-69401. In these publications, a strain gauge is attached to a gear that rotates at the number of revolutions after deceleration. This makes it possible to detect the torque applied to the gear.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-131160 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-69401

しかしながら、上記公報の構造では、歯車の周方向の数か所に、歪みゲージが離散的に貼り付けられている。各歪みゲージが検出するトルクは、歯車の局所的な一部分のトルクである。このような構造では、歯車の全周に掛かるトルクを、精度よく検出することが困難であった。 However, in the structure of the above publication, strain gauges are discretely attached to several places in the circumferential direction of the gear. The torque detected by each strain gauge is the torque of a local part of the gear. With such a structure, it is difficult to accurately detect the torque applied to the entire circumference of the gear.

そこで、歯車の周方向の広い範囲（例えば全周）にわたって、歪みゲージを貼り付けることも考え得る。しかしながら、掛かる構成は、歯車が小径の場合には適用が困難である。 Therefore, it is conceivable to attach the strain gauge over a wide range (for example, the entire circumference) in the circumferential direction of the gear. However, the hanging configuration is difficult to apply when the gear has a small diameter.

本発明の目的は、円形体に掛かるトルクを精度よく検出することができ、しかも小径の円形体にも適用可能なトルク検出センサを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a torque detection sensor that can accurately detect the torque applied to a circular body and is also applicable to a circular body having a small diameter.

本願の観点では、円形体に掛かるトルクを検出するトルク検出センサであって、第１導体層と第２導体層とを有する基板を備えるトルク検出センサが提供される。前記第１導体層および前記第２導体層は、それぞれ、抵抗線パターンを含む。前記第１導体層および前記第２導体層の少なくともいずれか一方の前記抵抗線パターンは、前記円形体の半径方向に対して周方向一方側に傾斜した抵抗線が、周方向に複数配列されて直列的に接続された円弧状または円環状のパターンを含む。 From the viewpoint of the present application, there is provided a torque detection sensor that detects torque applied to a circular body and includes a substrate having a first conductor layer and a second conductor layer. The first conductor layer and the second conductor layer each include a resistance wire pattern. In the resistance line pattern of at least one of the first conductor layer and the second conductor layer, a plurality of resistance lines inclined in the circumferential direction with respect to the radial direction of the circular body are arranged in the circumferential direction. Includes arcuate or annular patterns connected in series.

本願の観点によれば、円形体に掛かるトルクを精度よく検出することができ、しかも小径の円形体にも適用可能なトルク検出センサが提供される。 According to the viewpoint of the present application, there is provided a torque detection sensor that can accurately detect the torque applied to a circular body and is also applicable to a circular body having a small diameter.

図１は、第１実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the power transmission device according to the first embodiment. 図２は、第１実施形態に係る動力伝達装置の横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the power transmission device according to the first embodiment. 図３は、第１実施形態に係るトルク検出センサの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the torque detection sensor according to the first embodiment. 図４は、第１実施形態に係るトルク検出センサの裏面図である。FIG. 4 is a back view of the torque detection sensor according to the first embodiment. 図５は、第１実施形態に係るホイートストンブリッジ回路の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of the Wheatstone bridge circuit according to the first embodiment. 図６は、第２実施形態に係るトルク検出センサの平面図である。FIG. 6 is a plan view of the torque detection sensor according to the second embodiment. 図７は、第２実施形態に係るトルク検出センサの裏面図である。FIG. 7 is a back view of the torque detection sensor according to the second embodiment. 図８は、第３実施形態に係るトルク検出センサの平面図である。FIG. 8 is a plan view of the torque detection sensor according to the third embodiment. 図９は、第３実施形態に係るトルク検出センサの裏面図である。FIG. 9 is a back view of the torque detection sensor according to the third embodiment. 図１０は、第４実施形態に係るトルク検出センサの平面図である。FIG. 10 is a plan view of the torque detection sensor according to the fourth embodiment. 図１１は、第４実施形態に係るトルク検出センサの裏面図である。FIG. 11 is a back view of the torque detection sensor according to the fourth embodiment. 図１２は、第５実施形態に係るトルク検出センサの平面図である。FIG. 12 is a plan view of the torque detection sensor according to the fifth embodiment. 図１３は、第５実施形態に係るトルク検出センサの裏面図である。FIG. 13 is a back view of the torque detection sensor according to the fifth embodiment.

以下、本願の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、動力伝達装置の中心軸と平行な方向を「軸方向」、動力伝達装置の中心軸に直交する方向を「半径方向」、動力伝達装置の中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、上記の「平行な方向」は、略平行な方向も含む。また、上記の「直交する方向」は、略直交する方向も含む。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present application will be described with reference to the drawings. In the present application, the direction parallel to the central axis of the power transmission device is the "axial direction", the direction orthogonal to the central axis of the power transmission device is the "radial direction", and the arc is along the arc centered on the central axis of the power transmission device. The directions are referred to as "circumferential directions". However, the above-mentioned "parallel direction" also includes a substantially parallel direction. Further, the above-mentioned "orthogonal direction" includes a direction substantially orthogonal to each other.

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．動力伝達装置の構成＞
図１は、第１実施形態に係る動力伝達装置１の縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ位置から見た動力伝達装置１の横断面図である。この動力伝達装置１は、モータから得られる第１回転数の回転運動を、第１回転数よりも低い第２回転数に減速させつつ後段へ伝達する装置である。動力伝達装置１は、例えば、ロボットの関節に、モータとともに組み込まれて使用される。ただし、本発明の動力伝達装置は、アシストスーツ、無人運搬車などの他の装置に用いられるものであってもよい。 <1. First Embodiment>
<1-1. Power transmission device configuration>
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the power transmission device 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the power transmission device 1 as viewed from the position AA of FIG. The power transmission device 1 is a device that transmits the rotational motion of the first rotation speed obtained from the motor to the subsequent stage while decelerating it to the second rotation speed lower than the first rotation speed. The power transmission device 1 is used, for example, by being incorporated into a joint of a robot together with a motor. However, the power transmission device of the present invention may be used for other devices such as an assist suit and an unmanned carrier.

図１および図２に示すように、本実施形態の動力伝達装置１は、インタナルギア１０、フレックスギア２０、波動発生器３０、およびトルク検出センサ４０を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the power transmission device 1 of the present embodiment includes an internal gear 10, a flex gear 20, a wave generator 30, and a torque detection sensor 40.

インタナルギア１０は、内周面に複数の内歯１１を有する円環状のギアである。インタナルギア１０は、動力伝達装置１が搭載される装置の枠体に、例えばねじ止めで固定される。インタナルギア１０は、中心軸９と同軸に配置される。また、インタナルギア１０は、フレックスギア２０の後述する筒状部２１の半径方向外側に位置する。インタナルギア１０の剛性は、フレックスギア２０の筒状部２１の剛性よりも、はるかに高い。このため、インタナルギア１０は、実質的に剛体とみなすことができる。インタナルギア１０は、円筒状の内周面を有する。複数の内歯１１は、当該内周面において、周方向に一定のピッチで配列されている。各内歯１１は、半径方向内側へ向けて突出する。 The internal gear 10 is an annular gear having a plurality of internal teeth 11 on the inner peripheral surface. The internal gear 10 is fixed to the frame of the device on which the power transmission device 1 is mounted, for example, by screwing. The internal gear 10 is arranged coaxially with the central axis 9. Further, the internal gear 10 is located on the outer side in the radial direction of the tubular portion 21 described later of the flex gear 20. The rigidity of the internal gear 10 is much higher than the rigidity of the tubular portion 21 of the flex gear 20. Therefore, the internal gear 10 can be regarded as a substantially rigid body. The internal gear 10 has a cylindrical inner peripheral surface. The plurality of internal teeth 11 are arranged on the inner peripheral surface at a constant pitch in the circumferential direction. Each internal tooth 11 projects inward in the radial direction.

フレックスギア２０は、可撓性を有する円環状のギアである。フレックスギア２０は、中心軸９を中心として回転可能に支持される。フレックスギア２０は、本発明における「円形体」の一例である。 The flex gear 20 is a flexible annular gear. The flex gear 20 is rotatably supported around the central shaft 9. The flex gear 20 is an example of a "circular body" in the present invention.

本実施形態のフレックスギア２０は、筒状部２１と平板部２２とを有する。筒状部２１は、中心軸９の周囲において、軸方向に筒状に延びる。筒状部２１の軸方向の先端は、波動発生器３０の半径方向外側、かつ、インタナルギア１０の半径方向内側に位置する。筒状部２１は、可撓性を有するため、半径方向に変形可能である。特に、インタナルギア１０の半径方向内側に位置する筒状部２１の先端部は、自由端であるため、他の部分よりも大きく半径方向に変位可能である。 The flex gear 20 of the present embodiment has a tubular portion 21 and a flat plate portion 22. The tubular portion 21 extends axially in a tubular shape around the central axis 9. The axial tip of the tubular portion 21 is located on the outer side in the radial direction of the wave generator 30 and on the inner side in the radial direction of the internal gear 10. Since the tubular portion 21 has flexibility, it can be deformed in the radial direction. In particular, since the tip portion of the tubular portion 21 located inside the internal gear 10 in the radial direction is a free end, it can be displaced in the radial direction more than other portions.

フレックスギア２０は、複数の外歯２３を有する。複数の外歯２３は、筒状部２１の軸方向の先端部付近の外周面において、周方向に一定のピッチで配列されている。各外歯２３は、半径方向外側へ向けて突出する。上述したインタナルギア１０が有する内歯１１の数と、フレックスギア２０が有する外歯２３の数とは、僅かに相違する。 The flex gear 20 has a plurality of external teeth 23. The plurality of external teeth 23 are arranged at a constant pitch in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the tubular portion 21 near the tip portion in the axial direction. Each external tooth 23 projects outward in the radial direction. The number of internal teeth 11 of the internal gear 10 described above and the number of external teeth 23 of the flex gear 20 are slightly different.

平板部２２は、ダイヤフラム部２２１と肉厚部２２２とを有する。ダイヤフラム部２２１は、筒状部２１の軸方向の基端部から、半径方向外側へ向けて平板状に広がり、かつ、中心軸９を中心として円環状に広がる。ダイヤフラム部２２１は、軸方向に僅かに撓み変形可能である。肉厚部２２２は、ダイヤフラム部２２１の半径方向外側に位置する、円環状の部分である。肉厚部２２２の軸方向の厚みは、ダイヤフラム部２２１の軸方向の厚みよりも、厚い。肉厚部２２２は、動力伝達装置１が搭載される装置の、駆動対象となる部品に、例えばねじ止めで固定される。 The flat plate portion 22 has a diaphragm portion 221 and a thick portion 222. The diaphragm portion 221 extends in a flat plate shape from the axial base end portion of the tubular portion 21 toward the outer side in the radial direction, and extends in an annular shape about the central axis 9. The diaphragm portion 221 is slightly flexed and deformable in the axial direction. The thick portion 222 is an annular portion located on the outer side in the radial direction of the diaphragm portion 221. The axial thickness of the wall thickness portion 222 is thicker than the axial thickness of the diaphragm portion 221. The thick portion 222 is fixed to, for example, screwed to a part to be driven of the device on which the power transmission device 1 is mounted.

波動発生器３０は、フレックスギア２０の筒状部２１に、周期的な撓み変形を発生させる機構である。波動発生器３０は、カム３１と可撓性軸受３２とを有する。カム３１は、中心軸９を中心として回転可能に支持される。カム３１は、軸方向に視たときに楕円形の外周面を有する。可撓性軸受３２は、カム３１の外周面と、フレックスギア２０の筒状部２１の内周面との間に介在する。したがって、カム３１と筒状部２１とは、異なる回転数で回転できる。 The wave generator 30 is a mechanism for generating periodic bending deformation in the tubular portion 21 of the flex gear 20. The wave generator 30 has a cam 31 and a flexible bearing 32. The cam 31 is rotatably supported around the central axis 9. The cam 31 has an elliptical outer peripheral surface when viewed in the axial direction. The flexible bearing 32 is interposed between the outer peripheral surface of the cam 31 and the inner peripheral surface of the tubular portion 21 of the flex gear 20. Therefore, the cam 31 and the tubular portion 21 can rotate at different rotation speeds.

可撓性軸受３２の内輪は、カム３１の外周面に接触する。可撓性軸受３２の外輪は、フレックスギア２０の内周面に接触する。このため、フレックスギア２０の筒状部２１は、カム３１の外周面に沿った楕円形状に変形する。その結果、当該楕円の長軸の両端に相当する２箇所において、フレックスギア２０の外歯２３と、インタナルギア１０の内歯１１とが噛み合う。周方向の他の位置においては、外歯２３と内歯１１とが噛み合わない。 The inner ring of the flexible bearing 32 comes into contact with the outer peripheral surface of the cam 31. The outer ring of the flexible bearing 32 comes into contact with the inner peripheral surface of the flex gear 20. Therefore, the tubular portion 21 of the flex gear 20 is deformed into an elliptical shape along the outer peripheral surface of the cam 31. As a result, the outer teeth 23 of the flex gear 20 and the inner teeth 11 of the internal gear 10 mesh with each other at two locations corresponding to both ends of the long axis of the ellipse. At other positions in the circumferential direction, the outer teeth 23 and the inner teeth 11 do not mesh with each other.

カム３１は、直接または他の動力伝達機構を介して、モータに接続される。モータを駆動させると、カム３１は、中心軸９を中心として第１回転数で回転する。これにより、フレックスギア２０の上述した楕円の長軸も、第１回転数で回転する。そうすると、外歯２３と内歯１１との噛み合い位置も、周方向に第１回転数で変化する。また、上述の通り、インタナルギア１０の内歯１１の数と、フレックスギア２０の外歯２３の数とは、僅かに相違する。この歯数の差によって、カム３１の１回転ごとに、外歯２３と内歯１１との噛み合い位置が、周方向に僅かに変化する。その結果、インタナルギア１０に対してフレックスギア２０が、中心軸９を中心として、第１回転数よりも低い第２回転数で回転する。したがって、フレックスギア２０から、減速された第２回転数の回転運動を取り出すことができる。 The cam 31 is connected to the motor either directly or via another power transmission mechanism. When the motor is driven, the cam 31 rotates at the first rotation speed around the central axis 9. As a result, the long axis of the ellipse described above of the flex gear 20 also rotates at the first rotation speed. Then, the meshing position between the outer teeth 23 and the inner teeth 11 also changes in the circumferential direction at the first rotation speed. Further, as described above, the number of internal teeth 11 of the internal gear 10 and the number of external teeth 23 of the flex gear 20 are slightly different. Due to this difference in the number of teeth, the meshing position between the outer teeth 23 and the inner teeth 11 changes slightly in the circumferential direction for each rotation of the cam 31. As a result, the flex gear 20 rotates with respect to the internal gear 10 at a second rotation speed lower than the first rotation speed around the central axis 9. Therefore, the rotational motion of the decelerated second rotation speed can be taken out from the flex gear 20.

＜１−２．トルク検出センサについて＞
トルク検出センサ４０は、フレックスギア２０に掛かる周方向のトルクを検出するセンサである。図１に示すように、本実施形態では、円板状のダイヤフラム部２２１の円形の表面に、トルク検出センサ４０が固定されている。 <1-2. About torque detection sensor>
The torque detection sensor 40 is a sensor that detects the torque in the circumferential direction applied to the flex gear 20. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the torque detection sensor 40 is fixed to the circular surface of the disk-shaped diaphragm portion 221.

図３は、トルク検出センサ４０を軸方向に視た平面図である。図４は、トルク検出センサ４０を軸方向に視た裏面図である。図３および図４に示すように、トルク検出センサ４０は、基板４１を備える。本実施形態の基板４１は、両面が柔軟に変形可能な両面フレキシブル基板である。基板４１は、中心軸９を中心とする円環状の本体部４１１と、本体部４１１から半径方向外側へ向けて突出したフラップ部４１２とを有する。基板４１は、第１導体層Ｌ１と、第２導体層Ｌ２とを有する。本実施形態の第１導体層Ｌ１は、基板４１の軸方向における一方側の端面（表面）に位置する表面導体層である。本実施形態の第２導体層Ｌ２は、基板４１の軸方向における他方側の端面（裏面）に位置する裏面導体層である。 FIG. 3 is a plan view of the torque detection sensor 40 viewed in the axial direction. FIG. 4 is a back view of the torque detection sensor 40 as viewed in the axial direction. As shown in FIGS. 3 and 4, the torque detection sensor 40 includes a substrate 41. The substrate 41 of the present embodiment is a double-sided flexible substrate whose both sides can be flexibly deformed. The substrate 41 has an annular main body portion 411 centered on the central axis 9 and a flap portion 412 protruding outward in the radial direction from the main body portion 411. The substrate 41 has a first conductor layer L1 and a second conductor layer L2. The first conductor layer L1 of the present embodiment is a surface conductor layer located on one end surface (surface) of the substrate 41 in the axial direction. The second conductor layer L2 of the present embodiment is a back surface conductor layer located on the other end surface (back surface) of the substrate 41 in the axial direction.

図３に示すように、第１導体層Ｌ１は、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２を含む。後述するように、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２は、ホイートストンブリッジ回路４２に組み込まれる。別の言い方をすれば、本体部４１１の表面にホイートストンブリッジ回路４２が実装されている。また、信号処理回路４３が、フラップ部４１２に実装されている。 As shown in FIG. 3, the first conductor layer L1 includes a first resistance line pattern R1 and a second resistance line pattern R2. As will be described later, the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 are incorporated in the Wheatstone bridge circuit 42. In other words, the Wheatstone bridge circuit 42 is mounted on the surface of the main body 411. Further, the signal processing circuit 43 is mounted on the flap portion 412.

第１抵抗線パターンＲ１は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状または円環状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約３６０°の範囲に、第１抵抗線パターンＲ１が設けられている。第１抵抗線パターンＲ１の材料には、例えば、銅または銅を含む合金が用いられる。第１抵抗線パターンＲ１には、複数の第１抵抗線ｒ１が含まれる。複数の第１抵抗線ｒ１は、互いに略平行な姿勢で、周方向に等間隔に配列される。第１抵抗線パターンＲ１においては、周方向に隣り合う第１抵抗線ｒ１同士が、半径方向の一方側と他方側とで交互に接続されて、全体として直列に接続されている。各第１抵抗線ｒ１は、基板４１の軸方向における一方側から視たときに、フレックスギア２０の半径方向に対して、周方向一方側に傾斜している。半径方向に対する第１抵抗線ｒ１の傾斜角度は、例えば４５°とされる。 The first resistance wire pattern R1 is an arc-shaped or annular pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the first resistance line pattern R1 is provided in a range of about 360 ° around the central axis 9. As the material of the first resistance wire pattern R1, for example, copper or an alloy containing copper is used. The first resistance line pattern R1 includes a plurality of first resistance lines r1. The plurality of first resistance lines r1 are arranged at equal intervals in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. In the first resistance line pattern R1, the first resistance lines r1 adjacent to each other in the circumferential direction are alternately connected on one side and the other side in the radial direction, and are connected in series as a whole. Each first resistance wire r1 is inclined to one side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear 20 when viewed from one side in the axial direction of the substrate 41. The inclination angle of the first resistance line r1 with respect to the radial direction is, for example, 45 °.

第２抵抗線パターンＲ２は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状または円環状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約３６０°の範囲に、第２抵抗線パターンＲ２が設けられている。第２抵抗線パターンＲ２の材料には、例えば、銅または銅を含む合金が用いられる。第２抵抗線パターンＲ２は、第１抵抗線パターンＲ１よりも、半径方向内側に位置する。すなわち、第１抵抗線パターンＲ１と第２抵抗線パターンＲ２とは、互いに重ならない位置に配置される。第２抵抗線パターンＲ２には、複数の第２抵抗線ｒ２が含まれる。複数の第２抵抗線ｒ２は、互いに略平行な姿勢で、周方向に等間隔に配列される。第２抵抗線パターンＲ２においては、周方向に隣り合う第２抵抗線ｒ２同士が、半径方向の一方側と他方側とで交互に接続されて、全体として直列に接続されている。各第２抵抗線ｒ２は、基板４１の軸方向における一方側から視たときに、フレックスギア２０の半径方向に対して、周方向他方側に傾斜している。半径方向に対する第２抵抗線ｒ２の傾斜角度は、例えば−４５°とされる。 The second resistance line pattern R2 is an arc-shaped or annular pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the second resistance line pattern R2 is provided in a range of about 360 ° around the central axis 9. As the material of the second resistance wire pattern R2, for example, copper or an alloy containing copper is used. The second resistance line pattern R2 is located inside the first resistance line pattern R1 in the radial direction. That is, the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 are arranged at positions where they do not overlap each other. The second resistance line pattern R2 includes a plurality of second resistance lines r2. The plurality of second resistance lines r2 are arranged at equal intervals in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. In the second resistance line pattern R2, the second resistance lines r2 adjacent to each other in the circumferential direction are alternately connected on one side and the other side in the radial direction, and are connected in series as a whole. Each second resistance wire r2 is inclined to the other side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear 20 when viewed from one side in the axial direction of the substrate 41. The inclination angle of the second resistance line r2 with respect to the radial direction is, for example, −45 °.

図５は、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２を含むホイートストンブリッジ回路４２の回路図である。図５に示すように、本実施形態のホイートストンブリッジ回路４２は、第１抵抗線パターンＲ１、第２抵抗線パターンＲ２、第１固定抵抗Ｒａ、および第２固定抵抗Ｒｂを含む。第１抵抗線パターンＲ１と第２抵抗線パターンＲ２とは、直列に接続される。第１固定抵抗Ｒａと第２固定抵抗Ｒｂとは、直列に接続される。そして、電源電圧の＋極と−極との間において、２つの抵抗線パターンＲ１，Ｒ２の列と、２つの固定抵抗Ｒａ，Ｒｂの列とが、並列に接続される。また、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２の中点Ｍ１と、第１固定抵抗Ｒａおよび第２固定抵抗Ｒｂの中点Ｍ２とが、電圧計Ｖに接続される。 FIG. 5 is a circuit diagram of a Wheatstone bridge circuit 42 including a first resistance line pattern R1 and a second resistance line pattern R2. As shown in FIG. 5, the Wheatstone bridge circuit 42 of the present embodiment includes a first resistance line pattern R1, a second resistance line pattern R2, a first fixed resistance Ra, and a second fixed resistance Rb. The first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 are connected in series. The first fixed resistor Ra and the second fixed resistor Rb are connected in series. Then, between the positive and negative poles of the power supply voltage, two rows of resistance line patterns R1 and R2 and two rows of fixed resistors Ra and Rb are connected in parallel. Further, the midpoint M1 of the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 and the midpoint M2 of the first fixed resistor Ra and the second fixed resistor Rb are connected to the voltmeter V.

第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２の各抵抗値は、フレックスギア２０に掛かるトルクに応じて変化する。例えば、フレックスギア２０に、軸方向の一方側から視たときに、中心軸９を中心として周方向の一方側へ向かうトルクが掛かると、第１抵抗線パターンＲ１の抵抗値が低下し、第２抵抗線パターンＲ２の抵抗値が増加する。一方、フレックスギア２０に、軸方向の一方側から視たときに、中心軸９を中心として周方向の他方側へ向かうトルクが掛かると、第１抵抗線パターンＲ１の抵抗値が増加し、第２抵抗線パターンＲ２の抵抗値が低下する。このように、第１抵抗線パターンＲ１と第２抵抗線パターンＲ２とは、トルクに対して互いに逆向きの抵抗値変化を示す。 Each resistance value of the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 changes according to the torque applied to the flex gear 20. For example, when a torque is applied to the flex gear 20 toward one side in the circumferential direction with the central axis 9 as the center when viewed from one side in the axial direction, the resistance value of the first resistance line pattern R1 decreases, and the second 2 The resistance value of the resistance line pattern R2 increases. On the other hand, when a torque is applied to the flex gear 20 toward the other side in the circumferential direction with the central axis 9 as the center when viewed from one side in the axial direction, the resistance value of the first resistance line pattern R1 increases, and the first resistance line pattern R1 increases. 2 The resistance value of the resistance wire pattern R2 decreases. As described above, the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 show resistance value changes in opposite directions with respect to the torque.

そして、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２の各抵抗値が変化すると、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２の中点Ｍ１と、第１固定抵抗Ｒａおよび第２固定抵抗Ｒｂの中点Ｍ２との間の電位差が変化するので、電圧計Ｖの計測値が変化する。したがって、この電圧計Ｖの計測値に基づいて、フレックスギア２０に掛かるトルクの向きおよび大きさを検出することができる。 Then, when the resistance values of the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 change, the midpoint M1 of the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2, the first fixed resistance Ra, and the second resistance line pattern R2 are changed. Since the potential difference between the fixed resistor Rb and the midpoint M2 changes, the measured value of the voltmeter V changes. Therefore, the direction and magnitude of the torque applied to the flex gear 20 can be detected based on the measured value of the voltmeter V.

信号処理回路４３は、電圧計Ｖにより計測される中点Ｍ１，Ｍ２の間の電位差信号に基づいて、フレックスギア２０に掛かるトルクを検出するための回路である。別の言い方をすれば、信号処理回路４３は、ホイートストンブリッジ回路４２の出力信号に基づいて、フレックスギア２０に掛かるトルクを検出する。第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２を含むホイートストンブリッジ回路４２は、信号処理回路４３と電気的に接続されている。信号処理回路４３には、例えば、中点Ｍ１，Ｍ２の間の電位差を増幅する増幅器や、増幅後の電気信号に基づいて、トルクの向きおよび大きさを算出するための回路が含まれる。検出されたトルクは、有線または無線により信号処理回路４３に接続された外部の装置へ出力される。 The signal processing circuit 43 is a circuit for detecting the torque applied to the flex gear 20 based on the potential difference signal between the midpoints M1 and M2 measured by the voltmeter V. In other words, the signal processing circuit 43 detects the torque applied to the flex gear 20 based on the output signal of the Wheatstone bridge circuit 42. The Wheatstone bridge circuit 42 including the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 is electrically connected to the signal processing circuit 43. The signal processing circuit 43 includes, for example, an amplifier that amplifies the potential difference between the midpoints M1 and M2, and a circuit for calculating the direction and magnitude of the torque based on the amplified electric signal. The detected torque is output to an external device connected to the signal processing circuit 43 by wire or wirelessly.

トルク検出センサ４０は、例えば両面接着テープにより、フレックスギア２０のダイヤフラム部２２１に固定される。具体的には、ダイヤフラム部２２１の表面と、基板４１の裏面とが、両面接着テープを介して固定される。両面接着テープは、接着力を有する材料がテープ状に成形されて、形状を維持できる程度に硬化されたものである。このような両面接着テープを用いれば、流動性を有する接着剤を用いる場合よりも、ダイヤフラム部２２１に対するトルク検出センサ４０の固定作業が容易となる。また、作業者による固定作業のばらつきを低減できる。 The torque detection sensor 40 is fixed to the diaphragm portion 221 of the flex gear 20 by, for example, double-sided adhesive tape. Specifically, the front surface of the diaphragm portion 221 and the back surface of the substrate 41 are fixed via a double-sided adhesive tape. The double-sided adhesive tape is a material having adhesive strength formed into a tape and cured to such an extent that the shape can be maintained. When such a double-sided adhesive tape is used, the work of fixing the torque detection sensor 40 to the diaphragm portion 221 becomes easier than when a fluid adhesive is used. In addition, it is possible to reduce variations in fixing work by the operator.

また、図３に示すように、第１導体層Ｌ１は、第３抵抗線パターンＲ３を含む。第３抵抗線パターンＲ３は、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２とともに、本体部４１１の表面に実装されている。第３抵抗線パターンＲ３は、信号処理回路４３と電気的に接続されている。第３抵抗線パターンＲ３の材料には、例えば、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２と同じ銅または銅を含む合金が用いられる。 Further, as shown in FIG. 3, the first conductor layer L1 includes a third resistance wire pattern R3. The third resistance wire pattern R3 is mounted on the surface of the main body portion 411 together with the first resistance wire pattern R1 and the second resistance wire pattern R2. The third resistance line pattern R3 is electrically connected to the signal processing circuit 43. As the material of the third resistance wire pattern R3, for example, the same copper as the first resistance wire pattern R1 and the second resistance wire pattern R2 or an alloy containing copper is used.

第３抵抗線パターンＲ３は、フレックスギア２０の周方向に沿って、円弧状または円環状に延びるパターンである。このため、周方向のトルクによる第３抵抗線パターンＲ３の抵抗値の変化は、極めて小さい。したがって、第３抵抗線パターンＲ３の抵抗値は、温度による変化が支配的となる。したがって、第３抵抗線パターンＲ３の抵抗値を測定すれば、フレックスギア２０の温度または環境温度を反映した信号を取得できる。 The third resistance wire pattern R3 is a pattern extending in an arc shape or an annular shape along the circumferential direction of the flex gear 20. Therefore, the change in the resistance value of the third resistance line pattern R3 due to the torque in the circumferential direction is extremely small. Therefore, the resistance value of the third resistance line pattern R3 is dominated by the change with temperature. Therefore, if the resistance value of the third resistance line pattern R3 is measured, a signal reflecting the temperature of the flex gear 20 or the environmental temperature can be obtained.

信号処理回路４３は、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２を含むホイートストンブリッジ回路４２からの出力信号を、第３抵抗線パターンＲ３の抵抗値で補正する。具体的には、ホイートストンブリッジ回路４２からの出力信号の値を、温度による変化をキャンセルする方向に増加または減少させる。そして、補正後の出力信号に基づいて、トルクを検出する。このようにすれば、安価な銅または銅を含む合金を使用しつつ、温度変化の影響を抑制して、フレックスギア２０に掛かるトルクを精度よく検出できる。 The signal processing circuit 43 corrects the output signal from the Wheatstone bridge circuit 42 including the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 with the resistance value of the third resistance line pattern R3. Specifically, the value of the output signal from the Wheatstone bridge circuit 42 is increased or decreased in the direction of canceling the change due to temperature. Then, the torque is detected based on the corrected output signal. In this way, it is possible to accurately detect the torque applied to the flex gear 20 by suppressing the influence of temperature changes while using inexpensive copper or an alloy containing copper.

また、図４に示すように、第２導体層Ｌ２は、スラスト歪み検出用のパターンである第４抵抗線パターンＲ４および第５抵抗線パターンＲ５を含む。また、第４抵抗線パターンＲ４および第５抵抗線パターンＲ５は、信号処理回路４３と電気的に接続されている。第４抵抗線パターンＲ４および第５抵抗線パターンＲ５の材料には、例えば、銅または銅を含む合金が用いられる。 Further, as shown in FIG. 4, the second conductor layer L2 includes a fourth resistance line pattern R4 and a fifth resistance line pattern R5, which are patterns for detecting thrust strain. Further, the fourth resistance line pattern R4 and the fifth resistance line pattern R5 are electrically connected to the signal processing circuit 43. As the material of the fourth resistance wire pattern R4 and the fifth resistance wire pattern R5, for example, copper or an alloy containing copper is used.

第４抵抗線パターンＲ４は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状または円環状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約３６０°の範囲に、第４抵抗線パターンＲ４が設けられている。第４抵抗線パターンＲ４は、軸方向において第１抵抗線パターンＲ１と重複する位置に位置する。第４抵抗線パターンＲ４には、複数の第４抵抗線ｒ４が含まれる。複数の第４抵抗線ｒ４は、互いに略平行な姿勢で、周方向に等間隔に配列される。第４抵抗線パターンＲ４においては、周方向に隣り合う第４抵抗線ｒ４同士が、半径方向の一方側と他方側とで交互に接続されて、全体として直列に接続されている。各第４抵抗線ｒ４は、フレックスギア２０の半径方向に延びている。 The fourth resistance line pattern R4 is an arc-shaped or annular pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the fourth resistance line pattern R4 is provided in a range of about 360 ° around the central axis 9. The fourth resistance line pattern R4 is located at a position overlapping the first resistance line pattern R1 in the axial direction. The fourth resistance line pattern R4 includes a plurality of fourth resistance lines r4. The plurality of fourth resistance lines r4 are arranged at equal intervals in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. In the fourth resistance line pattern R4, the fourth resistance lines r4 adjacent to each other in the circumferential direction are alternately connected on one side and the other side in the radial direction, and are connected in series as a whole. Each fourth resistance wire r4 extends in the radial direction of the flex gear 20.

第５抵抗線パターンＲ５は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状または円環状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約３６０°の範囲に、第５抵抗線パターンＲ５が設けられている。第５抵抗線パターンＲ５は、第４抵抗線パターンＲ４よりも、半径方向内側に位置する。具体的には、第５抵抗線パターンＲ５は、軸方向において第２抵抗線パターンＲ２と重複する位置に位置する。第５抵抗線パターンＲ５には、複数の第５抵抗線ｒ５が含まれる。複数の第５抵抗線ｒ５は、互いに略平行な姿勢で、周方向に等間隔に配列される。第５抵抗線パターンＲ５においては、周方向に隣り合う第５抵抗線ｒ５同士が、半径方向の一方側と他方側とで交互に接続されて、全体として直列に接続されている。各第５抵抗線ｒ５は、フレックスギア２０の半径方向に延びている。 The fifth resistance wire pattern R5 is an arc-shaped or annular pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the fifth resistance line pattern R5 is provided in a range of about 360 ° around the central axis 9. The fifth resistance line pattern R5 is located inside the fourth resistance line pattern R4 in the radial direction. Specifically, the fifth resistance line pattern R5 is located at a position overlapping the second resistance line pattern R2 in the axial direction. The fifth resistance line pattern R5 includes a plurality of fifth resistance lines r5. The plurality of fifth resistance lines r5 are arranged at equal intervals in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. In the fifth resistance line pattern R5, the fifth resistance lines r5 adjacent to each other in the circumferential direction are alternately connected on one side and the other side in the radial direction, and are connected in series as a whole. Each fifth resistance wire r5 extends in the radial direction of the flex gear 20.

このように、第４抵抗線パターンＲ４に含まれる第４抵抗線ｒ４と、第５抵抗線パターンＲ５に含まれる第５抵抗線ｒ５とは、いずれも半径方向に延びる。このため、周方向のトルクによる第４抵抗線パターンＲ４および第５抵抗線パターンＲ５の抵抗値の変化は、極めて小さい。ただし、フレックスギア２０のダイヤフラム部２２１が軸方向に変位すると、第４抵抗線パターンＲ４および第５抵抗線パターンＲ５の抵抗値は、大きく変化する。したがって、第４抵抗線パターンＲ４および第５抵抗線パターンＲ５の各抵抗値を測定すれば、ダイヤフラム部２２１の軸方向の変位量を反映した信号を取得できる。 As described above, both the fourth resistance line r4 included in the fourth resistance line pattern R4 and the fifth resistance line r5 included in the fifth resistance line pattern R5 extend in the radial direction. Therefore, the change in the resistance values of the fourth resistance line pattern R4 and the fifth resistance line pattern R5 due to the torque in the circumferential direction is extremely small. However, when the diaphragm portion 221 of the flex gear 20 is displaced in the axial direction, the resistance values of the fourth resistance line pattern R4 and the fifth resistance line pattern R5 change significantly. Therefore, by measuring each resistance value of the fourth resistance line pattern R4 and the fifth resistance line pattern R5, a signal reflecting the amount of axial displacement of the diaphragm portion 221 can be obtained.

信号処理回路４３は、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２を含むホイートストンブリッジ回路４２からの出力信号を、第４抵抗線パターンＲ４および第５抵抗線パターンＲ５の各抵抗値で補正する。具体的には、ホイートストンブリッジ回路４２からの出力信号の値を、ダイヤフラム部２２１の軸方向の変位の影響をキャンセルする方向に、増加または減少させる。そして、補正後の出力信号に基づいて、トルクを検出する。このようにすれば、ダイヤフラム部２２１の軸方向の変位の影響を抑制して、フレックスギア２０に掛かるトルクを精度よく検出できる。 The signal processing circuit 43 corrects the output signal from the Wheatstone bridge circuit 42 including the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 with the resistance values of the fourth resistance line pattern R4 and the fifth resistance line pattern R5. To do. Specifically, the value of the output signal from the Wheatstone bridge circuit 42 is increased or decreased in the direction of canceling the influence of the axial displacement of the diaphragm portion 221. Then, the torque is detected based on the corrected output signal. By doing so, it is possible to suppress the influence of the axial displacement of the diaphragm portion 221 and accurately detect the torque applied to the flex gear 20.

さらに言えば、第４抵抗線パターンＲ４と第５抵抗線パターンＲ５とでスラスト歪み検出用のホイートストンブリッジ回路（図示省略）を形成してもよい。その場合、スラスト歪み検出用のホイートストンブリッジ回路からの出力信号に基づいて、ダイヤフラム部２２１の軸方向の変位量を、より精度よく検出できる。したがって、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２を含むホイートストンブリッジ回路４２からの出力信号に対する補正値を、より適正に算出できる。 Furthermore, a Wheatstone bridge circuit (not shown) for detecting thrust distortion may be formed by the fourth resistance line pattern R4 and the fifth resistance line pattern R5. In that case, the amount of axial displacement of the diaphragm portion 221 can be detected more accurately based on the output signal from the Wheatstone bridge circuit for detecting thrust distortion. Therefore, the correction value for the output signal from the Wheatstone bridge circuit 42 including the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 can be calculated more appropriately.

＜１−３．まとめ＞
以上のように、本実施形態の動力伝達装置１では、トルク検出センサ４０により、フレックスギア２０に掛かるトルクを検出できる。したがって、検出したトルクを、動力伝達装置１が搭載される装置の制御や、故障検出に用いることができる。特に、本実施形態では、トルク検出センサ４０が、動力伝達装置１の構成部品のうち、最も出力側の部品であるフレックスギア２０に固定されている。このようにすれば、フレックスギア２０に出力側から掛かる外力を、トルク検出センサ４０により精度よく検出することができる。したがって、例えば、外力を検出したときに装置を緊急停止させるような制御を、応答性よく行うことができる。 <1-3. Summary>
As described above, in the power transmission device 1 of the present embodiment, the torque applied to the flex gear 20 can be detected by the torque detection sensor 40. Therefore, the detected torque can be used for controlling the device on which the power transmission device 1 is mounted and for detecting a failure. In particular, in the present embodiment, the torque detection sensor 40 is fixed to the flex gear 20 which is the most output-side component among the components of the power transmission device 1. In this way, the external force applied to the flex gear 20 from the output side can be accurately detected by the torque detection sensor 40. Therefore, for example, it is possible to perform control such that the device is urgently stopped when an external force is detected with good responsiveness.

特に、本実施形態のトルク検出センサ４０では、フレックスギア２０の周方向の一部分のみに歪みゲージを取り付けるのではなく、フレックスギア２０の周方向の略全周に渡って、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２を設ける。これにより、フレックスギア２０に掛かるトルクを、より精度よく検出できる。 In particular, in the torque detection sensor 40 of the present embodiment, the strain gauge is not attached only to a part of the flex gear 20 in the circumferential direction, but the first resistance line pattern R1 covers substantially the entire circumference of the flex gear 20 in the circumferential direction. And a second resistance wire pattern R2 is provided. As a result, the torque applied to the flex gear 20 can be detected more accurately.

また、本実施形態のトルク検出センサ４０においては、基板４１は、第１導体層Ｌ１と第２導体層Ｌ２とを有する。第１導体層Ｌ１は、第１抵抗線パターンＲ１、第２抵抗線パターンＲ２、および第３抵抗線パターンＲ３を含む。第２導体層Ｌ２は、第４抵抗線パターンＲ４および第５抵抗線パターンＲ５を含む。第１導体層Ｌ１の抵抗線パターンＲ１，Ｒ２，Ｒ３と、第２導体層Ｌ２の抵抗線パターンＲ４，Ｒ５とは、軸方向において部分的に重複する。これにより、基板４１において抵抗線パターンＲ１〜Ｒ５を配置するためのスペースを確保しつつ、基板４１を径方向に小型化することができる。よって、小型のフレックスギア２０にも適用可能なトルク検出センサ４０が実現する。 Further, in the torque detection sensor 40 of the present embodiment, the substrate 41 has a first conductor layer L1 and a second conductor layer L2. The first conductor layer L1 includes a first resistance line pattern R1, a second resistance line pattern R2, and a third resistance line pattern R3. The second conductor layer L2 includes a fourth resistance line pattern R4 and a fifth resistance line pattern R5. The resistance wire patterns R1, R2, R3 of the first conductor layer L1 and the resistance wire patterns R4, R5 of the second conductor layer L2 partially overlap in the axial direction. As a result, the substrate 41 can be miniaturized in the radial direction while securing a space for arranging the resistance wire patterns R1 to R5 on the substrate 41. Therefore, the torque detection sensor 40 that can be applied to the small flex gear 20 is realized.

また、本実施形態のトルク検出センサ４０においては、第１導体層Ｌ１は表面導体層であり、第２導体層Ｌ２は裏面導体層である。これにより、トルク検出センサ４０を薄型化することができる。 Further, in the torque detection sensor 40 of the present embodiment, the first conductor layer L1 is the front conductor layer, and the second conductor layer L2 is the back conductor layer. As a result, the torque detection sensor 40 can be made thinner.

また、本実施形態のトルク検出センサ４０においては、第１導体層Ｌ１は、抵抗線パターンＲ１，Ｒ２を含む。また、第２導体層Ｌ２は、スラスト歪み検出用のパターンである抵抗線パターンＲ４，Ｒ５を含む。これにより、ダイヤフラム部２２１の軸方向の歪みを考慮に入れた上で、ダイヤフラム部２２１に掛かるトルクを検出することができる。 Further, in the torque detection sensor 40 of the present embodiment, the first conductor layer L1 includes resistance line patterns R1 and R2. Further, the second conductor layer L2 includes resistance wire patterns R4 and R5, which are patterns for detecting thrust strain. As a result, the torque applied to the diaphragm portion 221 can be detected while taking into consideration the axial distortion of the diaphragm portion 221.

また、本実施形態のトルク検出センサ４０においては、第１導体層Ｌ１は、第３抵抗線パターンＲ３を含む。これにより、ダイヤフラム部２２１の温度または環境温度を考慮に入れた上で、ダイヤフラム部２２１に掛かるトルクを検出することができる。 Further, in the torque detection sensor 40 of the present embodiment, the first conductor layer L1 includes the third resistance wire pattern R3. As a result, the torque applied to the diaphragm portion 221 can be detected in consideration of the temperature of the diaphragm portion 221 or the environmental temperature.

また、本実施形態のトルク検出センサ４０においては、導体層Ｌ１，Ｌ２の材料は、銅または銅を含む合金である。これにより、トルク検出センサ４０の材料費を抑えることができる。また、通常のプリント配線基板と同様の製造工程で、トルク検出センサ４０を製造できる。 Further, in the torque detection sensor 40 of the present embodiment, the materials of the conductor layers L1 and L2 are copper or an alloy containing copper. As a result, the material cost of the torque detection sensor 40 can be suppressed. Further, the torque detection sensor 40 can be manufactured by the same manufacturing process as that of a normal printed wiring board.

また、本実施形態のトルク検出センサ４０においては、抵抗線パターンＲ１，Ｒ２は、ホイートストンブリッジ回路４２に組み込まれる。これにより、ホイートストンブリッジ回路４２を用いて、フレックスギア２０に掛かるトルクを精度よく検出することができる。 Further, in the torque detection sensor 40 of the present embodiment, the resistance line patterns R1 and R2 are incorporated in the Wheatstone bridge circuit 42. As a result, the torque applied to the flex gear 20 can be accurately detected by using the Wheatstone bridge circuit 42.

また、本実施形態の動力伝達装置１においては、フレックスギア（円形体）２０は、筒状部２１と、外歯２３と、ダイヤフラム部２２１とを有する。そして、基板４１は、ダイヤフラム部２２１に固定される。これにより、フレックスギア２０のダイヤフラム部２２１に掛かるトルクを検出することができる。 Further, in the power transmission device 1 of the present embodiment, the flex gear (circular body) 20 has a tubular portion 21, external teeth 23, and a diaphragm portion 221. Then, the substrate 41 is fixed to the diaphragm portion 221. As a result, the torque applied to the diaphragm portion 221 of the flex gear 20 can be detected.

＜２．第２実施形態＞
続いて、第２実施形態に係るトルク検出センサ４０について、説明する。図６は、本実施形態に係るトルク検出センサ４０の平面図である。図７は、本実施形態に係るトルク検出センサ４０の裏面図である。このトルク検出センサ４０は、第１導体層Ｌ１に第１抵抗線パターンＲ１と第６抵抗線パターンＲ６を含む一方、第２導体層Ｌ２に第４抵抗線パターンＲ４と第７抵抗線パターンＲ７とを含む点が、第１実施形態と相違する。以下の説明においては、第１実施形態に示したのと同様の構成・機能の部分については、同一の符号を付すことにより、重複説明を省略する。 <2. Second Embodiment>
Subsequently, the torque detection sensor 40 according to the second embodiment will be described. FIG. 6 is a plan view of the torque detection sensor 40 according to the present embodiment. FIG. 7 is a back view of the torque detection sensor 40 according to the present embodiment. The torque detection sensor 40 includes the first resistance line pattern R1 and the sixth resistance line pattern R6 in the first conductor layer L1, while the second conductor layer L2 includes the fourth resistance line pattern R4 and the seventh resistance line pattern R7. Is different from the first embodiment in that. In the following description, duplicate description will be omitted by assigning the same reference numerals to the parts having the same configurations and functions as those shown in the first embodiment.

図６に示すように、本実施形態の第１導体層Ｌ１は、第１抵抗線パターンＲ１と第６抵抗線パターンＲ６とを含む。すなわち、第１抵抗線パターンＲ１および第６抵抗線パターンＲ６は、基板４１の表面に実装されている。第１抵抗線パターンＲ１の形状は、第１実施形態の第１抵抗線パターンＲ１の形状と、同等である。第１抵抗線パターンＲ１および第６抵抗線パターンＲ６は、信号処理回路４３と電気的に接続されている。 As shown in FIG. 6, the first conductor layer L1 of the present embodiment includes the first resistance line pattern R1 and the sixth resistance line pattern R6. That is, the first resistance line pattern R1 and the sixth resistance line pattern R6 are mounted on the surface of the substrate 41. The shape of the first resistance wire pattern R1 is equivalent to the shape of the first resistance wire pattern R1 of the first embodiment. The first resistance line pattern R1 and the sixth resistance line pattern R6 are electrically connected to the signal processing circuit 43.

第６抵抗線パターンＲ６は、１本の導体が曲折しながら延びる、全体として円弧状または円環状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約３６０°の範囲に、第６抵抗線パターンＲ６が設けられている。第６抵抗線パターンＲ６の材料には、例えば、銅または銅を含む合金が用いられる。第６抵抗線パターンＲ６には、複数の第６抵抗線ｒ６が含まれる。複数の第６抵抗線ｒ６は、互いに略平行な姿勢で、周方向に等間隔に配列される。第６抵抗線パターンＲ６においては、周方向に隣り合う第６抵抗線ｒ６同士が、半径方向の一方側と他方側とで交互に接続されて、全体として直列に接続されている。各第６抵抗線ｒ６は、フレックスギア２０の半径方向に延びている。 The sixth resistance wire pattern R6 is an arc-shaped or annular pattern as a whole in which one conductor extends while bending. In the present embodiment, the sixth resistance line pattern R6 is provided in a range of about 360 ° around the central axis 9. As the material of the sixth resistance wire pattern R6, for example, copper or an alloy containing copper is used. The sixth resistance line pattern R6 includes a plurality of sixth resistance lines r6. The plurality of sixth resistance lines r6 are arranged at equal intervals in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. In the sixth resistance line pattern R6, the sixth resistance lines r6 adjacent to each other in the circumferential direction are alternately connected on one side and the other side in the radial direction, and are connected in series as a whole. Each sixth resistance wire r6 extends in the radial direction of the flex gear 20.

図７に示すように、本実施形態の第２導体層Ｌ２は、第４抵抗線パターンＲ４と第７抵抗線パターンＲ７とを含む。すなわち、第４抵抗線パターンＲ４および第７抵抗線パターンＲ７は、基板４１の裏面に実装されている。第４抵抗線パターンＲ４の形状は、第１実施形態の第４抵抗線パターンＲ４の形状と、同等である。第４抵抗線パターンＲ４および第７抵抗線パターンＲ７は、信号処理回路４３と電気的に接続されている。上述の第１抵抗線パターンＲ１および第７抵抗線パターンＲ７は、ホイートストンブリッジ回路４２に組み込まれる。 As shown in FIG. 7, the second conductor layer L2 of the present embodiment includes the fourth resistance line pattern R4 and the seventh resistance line pattern R7. That is, the fourth resistance wire pattern R4 and the seventh resistance wire pattern R7 are mounted on the back surface of the substrate 41. The shape of the fourth resistance wire pattern R4 is equivalent to the shape of the fourth resistance wire pattern R4 of the first embodiment. The fourth resistance line pattern R4 and the seventh resistance line pattern R7 are electrically connected to the signal processing circuit 43. The first resistance line pattern R1 and the seventh resistance line pattern R7 described above are incorporated in the Wheatstone bridge circuit 42.

第７抵抗線パターンＲ７は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状または円環状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約３６０°の範囲に、第７抵抗線パターンＲ７が設けられている。第７抵抗線パターンＲ７の材料には、例えば、銅または銅を含む合金が用いられる。第７抵抗線パターンＲ７には、複数の第７抵抗線ｒ７が含まれる。複数の第７抵抗線ｒ７は、互いに略平行な姿勢で、周方向に等間隔に配列される。第７抵抗線パターンＲ７においては、周方向に隣り合う第７抵抗線ｒ７同士が、半径方向の一方側と他方側とで交互に接続されて、全体として直列に接続されている。各第７抵抗線ｒ７は、基板４１の軸方向における他方側から視たときに、フレックスギア２０の半径方向に対して、周方向一方側に傾斜している。半径方向に対する第７抵抗線ｒ７の傾斜角度は、例えば４５°とされる。 The seventh resistance wire pattern R7 is an arc-shaped or annular pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the seventh resistance line pattern R7 is provided in a range of about 360 ° around the central axis 9. As the material of the seventh resistance wire pattern R7, for example, copper or an alloy containing copper is used. The seventh resistance line pattern R7 includes a plurality of seventh resistance lines r7. The plurality of seventh resistance lines r7 are arranged at equal intervals in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. In the seventh resistance wire pattern R7, the seventh resistance wires r7 adjacent to each other in the circumferential direction are alternately connected on one side and the other side in the radial direction, and are connected in series as a whole. Each seventh resistance wire r7 is inclined to one side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear 20 when viewed from the other side in the axial direction of the substrate 41. The inclination angle of the seventh resistance line r7 with respect to the radial direction is, for example, 45 °.

第１抵抗線パターンＲ１および第７抵抗線パターンＲ７の各抵抗値は、フレックスギア２０に掛かるトルクに応じて変化する。例えば、フレックスギア２０に、軸方向の一方側から視たときに、中心軸９を中心として周方向の一方側へ向かうトルクが掛かると、第１抵抗線パターンＲ１の抵抗値が低下し、第７抵抗線パターンＲ７の抵抗値が増加する。一方、フレックスギア２０に、軸方向の一方側から視たときに、中心軸９を中心として周方向の他方側へ向かうトルクが掛かると、第１抵抗線パターンＲ１の抵抗値が増加し、第７抵抗線パターンＲ７の抵抗値が低下する。このように、第１抵抗線パターンＲ１と第７抵抗線パターンＲ７とは、トルクに対して互いに逆向きの抵抗値の変化を示す。本実施形態では、この性質を利用して、ホイートストンブリッジ回路４２に設けられた電圧計Ｖの計測値に基づいて、フレックスギア２０に掛かるトルクの向きおよび大きさを検出することができる。 Each resistance value of the first resistance line pattern R1 and the seventh resistance line pattern R7 changes according to the torque applied to the flex gear 20. For example, when a torque is applied to the flex gear 20 toward one side in the circumferential direction with the central axis 9 as the center when viewed from one side in the axial direction, the resistance value of the first resistance line pattern R1 decreases, and the second 7 The resistance value of the resistance line pattern R7 increases. On the other hand, when a torque is applied to the flex gear 20 toward the other side in the circumferential direction with the central axis 9 as the center when viewed from one side in the axial direction, the resistance value of the first resistance line pattern R1 increases, and the first resistance line pattern R1 increases. 7 The resistance value of the resistance line pattern R7 decreases. As described above, the first resistance line pattern R1 and the seventh resistance line pattern R7 show changes in resistance values in opposite directions with respect to torque. In the present embodiment, this property can be utilized to detect the direction and magnitude of the torque applied to the flex gear 20 based on the measured value of the voltmeter V provided in the Wheatstone bridge circuit 42.

本実施形態のトルク検出センサ４０においては、第１導体層Ｌ１の抵抗線パターンＲ１，Ｒ６と、第２導体層Ｌ２の抵抗線パターンＲ４，Ｒ７とが、軸方向において部分的に重複する。これにより、基板４１において抵抗線パターンＲ１，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ７を配置するためのスペースを確保しつつ、基板４１を径方向に小型化することができる。よって、小型のフレックスギア２０にも適用可能なトルク検出センサ４０が実現する。 In the torque detection sensor 40 of the present embodiment, the resistance line patterns R1 and R6 of the first conductor layer L1 and the resistance line patterns R4 and R7 of the second conductor layer L2 partially overlap in the axial direction. As a result, the substrate 41 can be miniaturized in the radial direction while securing a space for arranging the resistance wire patterns R1, R4, R6, and R7 on the substrate 41. Therefore, the torque detection sensor 40 that can be applied to the small flex gear 20 is realized.

なお、本実施形態では、フレックスギア２０の温度または環境温度を反映した信号を取得するための抵抗線パターンは、設けられていない。このように、第１実施形態の第３抵抗線パターンＲ３に相当する抵抗線パターンは、省略してもよい。 In this embodiment, the resistance wire pattern for acquiring a signal reflecting the temperature of the flex gear 20 or the ambient temperature is not provided. As described above, the resistance line pattern corresponding to the third resistance line pattern R3 of the first embodiment may be omitted.

＜３．第３実施形態＞
続いて、第３実施形態に係るトルク検出センサ４０について、説明する。図８は、本実施形態に係るトルク検出センサ４０の平面図である。図９は、本実施形態に係るトルク検出センサ４０の裏面図である。このトルク検出センサ４０は、第１導体層Ｌ１に第１抵抗線パターンＲ１と第２抵抗線パターンＲ２とを含む一方、第２導体層Ｌ２に第３抵抗線パターンＲ３を含む点が、第１〜第２実施形態と相違する。 <3. Third Embodiment>
Subsequently, the torque detection sensor 40 according to the third embodiment will be described. FIG. 8 is a plan view of the torque detection sensor 40 according to the present embodiment. FIG. 9 is a back view of the torque detection sensor 40 according to the present embodiment. In the torque detection sensor 40, the first conductor layer L1 includes the first resistance wire pattern R1 and the second resistance wire pattern R2, while the second conductor layer L2 includes the third resistance wire pattern R3. -Different from the second embodiment.

図８に示すように、本実施形態の第１導体層Ｌ１は、第１抵抗線パターンＲ１と第２抵抗線パターンＲ２とを含む。すなわち、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２は、基板４１の表面に実装されている。第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２は、信号処理回路４３と電気的に接続されている。第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２は、ホイートストンブリッジ回路４２に組み込まれる。 As shown in FIG. 8, the first conductor layer L1 of the present embodiment includes the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2. That is, the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 are mounted on the surface of the substrate 41. The first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 are electrically connected to the signal processing circuit 43. The first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 are incorporated in the Wheatstone bridge circuit 42.

第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２の形状は、第１実施形態の第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２の形状と、同等である。このため、本実施形態においても、第１抵抗線パターンＲ１と第２抵抗線パターンＲ２とは、トルクに対して互いに逆向きの抵抗値の変化を示す。本実施形態では、この性質を利用して、ホイートストンブリッジ回路４２に設けられた電圧計Ｖの計測値に基づいて、フレックスギア２０に掛かるトルクの向きおよび大きさを検出することができる。 The shapes of the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 are equivalent to the shapes of the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 of the first embodiment. Therefore, also in this embodiment, the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 show changes in resistance values in opposite directions with respect to torque. In the present embodiment, this property can be utilized to detect the direction and magnitude of the torque applied to the flex gear 20 based on the measured value of the voltmeter V provided in the Wheatstone bridge circuit 42.

また、図９に示すように、本実施形態の第２導体層Ｌ２は、第３抵抗線パターンＲ３を含む。すなわち、第３抵抗線パターンＲ３は、基板４１の裏面に実装されている。第３抵抗線パターンＲ３の形状は、第１実施形態の第３抵抗線パターンＲ３の形状と、同等である。このため、本実施形態においても、第３抵抗線パターンＲ３の抵抗値を測定すれば、フレックスギア２０の温度または環境温度を反映した信号を取得できる。信号処理回路４３は、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２を含むホイートストンブリッジ回路４２からの出力信号を、第３抵抗線パターンＲ３の抵抗値で補正する。具体的には、ホイートストンブリッジ回路４２からの出力信号の値を、温度による変化をキャンセルする方向に増加または減少させる。そして、補正後の出力信号に基づいて、トルクを検出する。このようにすれば、温度変化の影響を抑制して、フレックスギア２０に掛かるトルクを精度よく検出できる。 Further, as shown in FIG. 9, the second conductor layer L2 of the present embodiment includes the third resistance wire pattern R3. That is, the third resistance wire pattern R3 is mounted on the back surface of the substrate 41. The shape of the third resistance wire pattern R3 is equivalent to the shape of the third resistance wire pattern R3 of the first embodiment. Therefore, also in the present embodiment, if the resistance value of the third resistance line pattern R3 is measured, a signal reflecting the temperature of the flex gear 20 or the environmental temperature can be obtained. The signal processing circuit 43 corrects the output signal from the Wheatstone bridge circuit 42 including the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 with the resistance value of the third resistance line pattern R3. Specifically, the value of the output signal from the Wheatstone bridge circuit 42 is increased or decreased in the direction of canceling the change due to temperature. Then, the torque is detected based on the corrected output signal. By doing so, it is possible to suppress the influence of the temperature change and accurately detect the torque applied to the flex gear 20.

特に、本実施形態では、軸方向に視たときに、第１抵抗線パターンＲ１と第２抵抗線パターンＲ２との間の半径方向の隙間に、第３抵抗線パターンＲ３が配置されている。このようにすれば、第１抵抗線パターンＲ１および第２抵抗線パターンＲ２のいずれとも近接した位置に、温度補正用の第３抵抗線パターンＲ３を配置できる。よって、第３抵抗線パターンＲ３の抵抗値に基づいて、ホイートストンブリッジ回路４２の出力信号に対する補正値を、より適正に算出できる。 In particular, in the present embodiment, the third resistance line pattern R3 is arranged in the radial gap between the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2 when viewed in the axial direction. In this way, the third resistance line pattern R3 for temperature correction can be arranged at a position close to both the first resistance line pattern R1 and the second resistance line pattern R2. Therefore, the correction value for the output signal of the Wheatstone bridge circuit 42 can be calculated more appropriately based on the resistance value of the third resistance line pattern R3.

＜４．第４実施形態＞
続いて、第４実施形態に係るトルク検出センサ４０について、説明する。図１０は、本実施形態に係るトルク検出センサ４０の平面図である。図１１は、本実施形態に係るトルク検出センサ４０の裏面図である。このトルク検出センサ４０は、第１導体層Ｌ１に第１抵抗線パターンＲ１を含む一方、第２導体層Ｌ２に第３抵抗線パターンＲ３および第７抵抗線パターンＲ７を含む点が、第１〜第３実施形態と相違する。 <4. Fourth Embodiment>
Subsequently, the torque detection sensor 40 according to the fourth embodiment will be described. FIG. 10 is a plan view of the torque detection sensor 40 according to the present embodiment. FIG. 11 is a back view of the torque detection sensor 40 according to the present embodiment. The torque detection sensor 40 includes the first resistance wire pattern R1 in the first conductor layer L1, while the second conductor layer L2 includes the third resistance wire pattern R3 and the seventh resistance wire pattern R7. It differs from the third embodiment.

図１０に示すように、本実施形態の第１導体層Ｌ１は、第１抵抗線パターンＲ１を含む。すなわち、第１抵抗線パターンＲ１は、基板４１の表面に実装されている。第１抵抗線パターンＲ１の形状は、第１実施形態の第１抵抗線パターンＲ１の形状と、同等である。第１抵抗線パターンＲ１は、信号処理回路４３と電気的に接続されている。 As shown in FIG. 10, the first conductor layer L1 of the present embodiment includes the first resistance wire pattern R1. That is, the first resistance wire pattern R1 is mounted on the surface of the substrate 41. The shape of the first resistance wire pattern R1 is equivalent to the shape of the first resistance wire pattern R1 of the first embodiment. The first resistance line pattern R1 is electrically connected to the signal processing circuit 43.

図１１に示すように、本実施形態の第２導体層Ｌ２は、第３抵抗線パターンＲ３および第７抵抗線パターンＲ７を含む。すなわち、第３抵抗線パターンＲ３および第７抵抗線パターンＲ７は、基板４１の裏面に実装されている。第３抵抗線パターンＲ３および第７抵抗線パターンＲ７は、信号処理回路４３と電気的に接続されている。第１抵抗線パターンＲ１および第７抵抗線パターンＲ７は、ホイートストンブリッジ回路４２に組み込まれる。 As shown in FIG. 11, the second conductor layer L2 of the present embodiment includes the third resistance line pattern R3 and the seventh resistance line pattern R7. That is, the third resistance wire pattern R3 and the seventh resistance wire pattern R7 are mounted on the back surface of the substrate 41. The third resistance line pattern R3 and the seventh resistance line pattern R7 are electrically connected to the signal processing circuit 43. The first resistance line pattern R1 and the seventh resistance line pattern R7 are incorporated in the Wheatstone bridge circuit 42.

第１抵抗線パターンＲ１の形状は、第２実施形態の第１抵抗線パターンＲ１の形状と、同等である。また、第７抵抗線パターンＲ７の形状は、第２実施形態の第７抵抗線パターンＲ７の形状と、同等である。このため、本実施形態においても、第１抵抗線パターンＲ１と第７抵抗線パターンＲ７とは、トルクに対して互いに逆向きの対抗値の変化を示す。本実施形態では、この性質を利用して、フレックスギア２０に掛かるトルクの向きおよび大きさを検出することができる。 The shape of the first resistance wire pattern R1 is equivalent to the shape of the first resistance wire pattern R1 of the second embodiment. Further, the shape of the seventh resistance wire pattern R7 is equivalent to the shape of the seventh resistance wire pattern R7 of the second embodiment. Therefore, also in the present embodiment, the first resistance line pattern R1 and the seventh resistance line pattern R7 show a change in the counter value in opposite directions with respect to the torque. In the present embodiment, this property can be used to detect the direction and magnitude of the torque applied to the flex gear 20.

また、第３抵抗線パターンＲ３の形状は、第１実施形態の第３抵抗線パターンＲ３の形状と、同等である。このため、本実施形態においても、第３抵抗線パターンＲ３の抵抗値を測定すれば、フレックスギア２０の温度または環境温度を反映した信号を取得できる。信号処理回路４３は、第１抵抗線パターンＲ１および第７抵抗線パターンＲ７を含むホイートストンブリッジ回路４２からの出力信号を、第３抵抗線パターンＲ３の抵抗値で補正する。具体的には、ホイートストンブリッジ回路４２からの出力信号の値を、温度による変化をキャンセルする方向に増加または減少させる。そして、補正後の出力信号に基づいて、トルクを検出する。このようにすれば、温度変化の影響を抑制して、フレックスギア２０に掛かるトルクを精度よく検出できる。 Further, the shape of the third resistance wire pattern R3 is equivalent to the shape of the third resistance wire pattern R3 of the first embodiment. Therefore, also in the present embodiment, if the resistance value of the third resistance line pattern R3 is measured, a signal reflecting the temperature of the flex gear 20 or the environmental temperature can be obtained. The signal processing circuit 43 corrects the output signal from the Wheatstone bridge circuit 42 including the first resistance line pattern R1 and the seventh resistance line pattern R7 with the resistance value of the third resistance line pattern R3. Specifically, the value of the output signal from the Wheatstone bridge circuit 42 is increased or decreased in the direction of canceling the change due to temperature. Then, the torque is detected based on the corrected output signal. By doing so, it is possible to suppress the influence of the temperature change and accurately detect the torque applied to the flex gear 20.

＜５．第５実施形態＞
続いて、第５実施形態に係るトルク検出センサ４０について、説明する。図１２は、本実施形態に係るトルク検出センサ４０の平面図である。図１３は、本実施形態に係るトルク検出センサ４０の裏面図である。このトルク検出センサ４０は、第１導体層Ｌ１に第８抵抗線パターンＲ８、第９抵抗線パターンＲ９、第１０抵抗線パターンＲ１０、および第１１抵抗線パターンＲ１１を含む一方、第２導体層Ｌ２に第１２抵抗線パターンＲ１２、第１３抵抗線パターンＲ１３、第１４抵抗線パターンＲ１４、および第１５抵抗線パターンＲ１５を含む点が、第１〜第４実施形態と相違する。 <5. Fifth Embodiment>
Subsequently, the torque detection sensor 40 according to the fifth embodiment will be described. FIG. 12 is a plan view of the torque detection sensor 40 according to the present embodiment. FIG. 13 is a back view of the torque detection sensor 40 according to the present embodiment. The torque detection sensor 40 includes the eighth resistance line pattern R8, the ninth resistance line pattern R9, the tenth resistance line pattern R10, and the eleventh resistance line pattern R11 in the first conductor layer L1, while the second conductor layer L2. The 12th resistance line pattern R12, the 13th resistance line pattern R13, the 14th resistance line pattern R14, and the 15th resistance line pattern R15 are included in the above, which is different from the first to fourth embodiments.

図１２に示すように、本実施形態の第１導体層Ｌ１は、第８抵抗線パターンＲ８、第９抵抗線パターンＲ９、第１０抵抗線パターンＲ１０、および第１１抵抗線パターンＲ１１を含む。すなわち、第８抵抗線パターンＲ８、第９抵抗線パターンＲ９、第１０抵抗線パターンＲ１０、および第１１抵抗線パターンＲ１１は、基板４１の表面に実装されている。第８抵抗線パターンＲ８、第９抵抗線パターンＲ９、第１０抵抗線パターンＲ１０、および第１１抵抗線パターンＲ１１は、信号処理回路４３と電気的に接続されている。 As shown in FIG. 12, the first conductor layer L1 of the present embodiment includes an eighth resistance line pattern R8, a ninth resistance line pattern R9, a tenth resistance line pattern R10, and an eleventh resistance line pattern R11. That is, the eighth resistance line pattern R8, the ninth resistance line pattern R9, the tenth resistance line pattern R10, and the eleventh resistance line pattern R11 are mounted on the surface of the substrate 41. The eighth resistance line pattern R8, the ninth resistance line pattern R9, the tenth resistance line pattern R10, and the eleventh resistance line pattern R11 are electrically connected to the signal processing circuit 43.

第８抵抗線パターンＲ８は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約１８０°の範囲に、第８抵抗線パターンＲ８が、半円状に設けられている。第８抵抗線パターンＲ８には、複数の第８抵抗線ｒ８が含まれる。複数の第８抵抗線ｒ８は、互いに略平行な姿勢で、周方向に配列される。各第８抵抗線ｒ８は、軸方向の一方側から視たときに、フレックスギア２０の半径方向に対して、周方向一方側に傾斜している。半径方向に対する第８抵抗線ｒ８の傾斜角度は、例えば４５°とされる。 The eighth resistance wire pattern R8 is an arc-shaped pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the eighth resistance wire pattern R8 is provided in a semicircular shape in a range of about 180 ° around the central axis 9. The eighth resistance line pattern R8 includes a plurality of eighth resistance lines r8. The plurality of eighth resistance lines r8 are arranged in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. Each of the eighth resistance wires r8 is inclined to one side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear 20 when viewed from one side in the axial direction. The inclination angle of the eighth resistance line r8 with respect to the radial direction is, for example, 45 °.

第９抵抗線パターンＲ９は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約１８０°の範囲に、第９抵抗線パターンＲ９が、半円状に設けられている。第９抵抗線パターンＲ９には、複数の第９抵抗線ｒ９が含まれる。複数の第９抵抗線ｒ９は、互いに略平行な姿勢で、周方向に配列される。各第９抵抗線ｒ９は、軸方向の一方側から視たときに、フレックスギア２０の半径方向に対して、周方向他方側に傾斜している。半径方向に対する第９抵抗線ｒ９の傾斜角度は、例えば−４５°とされる。 The ninth resistance line pattern R9 is an arc-shaped pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the ninth resistance line pattern R9 is provided in a semicircular shape in a range of about 180 ° around the central axis 9. The ninth resistance line pattern R9 includes a plurality of ninth resistance lines r9. The plurality of ninth resistance lines r9 are arranged in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. Each ninth resistance wire r9 is inclined to the other side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear 20 when viewed from one side in the axial direction. The inclination angle of the ninth resistance line r9 with respect to the radial direction is, for example, −45 °.

第８抵抗線パターンＲ８と第９抵抗線パターンＲ９とは、同心かつ線対称に配置される。具体的には、軸方向の一方側から視たときに、中心軸９を通る仮想直線Ｌに対して、一方側に第８抵抗線パターンＲ８が配置され、他方側に第９抵抗線パターンＲ９が配置される。また、第８抵抗線パターンＲ８と第９抵抗線パターンＲ９とは、中心軸９に対する径が同一である。 The eighth resistance line pattern R8 and the ninth resistance line pattern R9 are arranged concentrically and line-symmetrically. Specifically, when viewed from one side in the axial direction, the eighth resistance line pattern R8 is arranged on one side of the virtual straight line L passing through the central axis 9, and the ninth resistance line pattern R9 is arranged on the other side. Is placed. Further, the eighth resistance line pattern R8 and the ninth resistance line pattern R9 have the same diameter with respect to the central axis 9.

第１０抵抗線パターンＲ１０は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約１８０°の範囲に、第１０抵抗線パターンＲ１０が、半円状に設けられている。第１０抵抗線パターンＲ１０は、第８抵抗線パターンＲ８よりも径方向内方側に位置している。第１０抵抗線パターンＲ１０には、複数の第１０抵抗線ｒ１０が含まれる。複数の第１０抵抗線ｒ１０は、互いに略平行な姿勢で、周方向に配列される。各第１０抵抗線ｒ１０は、軸方向の一方側から視たときに、フレックスギア２０の半径方向に対して、周方向他方側に傾斜している。半径方向に対する第１０抵抗線ｒ１０の傾斜角度は、例えば−４５°とされる。 The tenth resistance line pattern R10 is an arc-shaped pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the tenth resistance line pattern R10 is provided in a semicircular shape in a range of about 180 ° around the central axis 9. The tenth resistance wire pattern R10 is located on the inner side in the radial direction with respect to the eighth resistance wire pattern R8. The tenth resistance wire pattern R10 includes a plurality of tenth resistance wire r10. The plurality of tenth resistance lines r10 are arranged in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. Each tenth resistance wire r10 is inclined to the other side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear 20 when viewed from one side in the axial direction. The inclination angle of the tenth resistance line r10 with respect to the radial direction is, for example, −45 °.

第１１抵抗線パターンＲ１１は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約１８０°の範囲に、第１１抵抗線パターンＲ１１が、半円状に設けられている。第１１抵抗線パターンＲ１１は、第９抵抗線パターンＲ９よりも径方向内方側に位置している。第１１抵抗線パターンＲ１１には、複数の第１１抵抗線ｒ１１が含まれる。複数の第１１抵抗線ｒ１１は、互いに略平行な姿勢で、周方向に配列される。各第１１抵抗線ｒ１１は、軸方向の一方側から視たときに、フレックスギア２０の半径方向に対して、周方向一方側に傾斜している。半径方向に対する第１１抵抗線ｒ１１の傾斜角度は、例えば４５°とされる。 The eleventh resistance line pattern R11 is an arc-shaped pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the eleventh resistance line pattern R11 is provided in a semicircular shape in a range of about 180 ° around the central axis 9. The eleventh resistance line pattern R11 is located on the inner side in the radial direction with respect to the ninth resistance line pattern R9. The eleventh resistance line pattern R11 includes a plurality of eleventh resistance lines r11. The plurality of eleventh resistance lines r11 are arranged in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. Each eleventh resistance wire r11 is inclined to one side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear 20 when viewed from one side in the axial direction. The inclination angle of the eleventh resistance line r11 with respect to the radial direction is, for example, 45 °.

第１０抵抗線パターンＲ１０と第１１抵抗線パターンＲ１１とは、同心かつ線対称に配置される。具体的には、軸方向の一方側から視たときに、中心軸９を通る仮想直線Ｌに対して、一方側に第１０抵抗線パターンＲ１０が配置され、他方側に第１１抵抗線パターンＲ１１が配置される。また、第１０抵抗線パターンＲ１０と第１１抵抗線パターンＲ１１とは、中心軸９に対する径が同一である。 The tenth resistance line pattern R10 and the eleventh resistance line pattern R11 are arranged concentrically and line-symmetrically. Specifically, when viewed from one side in the axial direction, the tenth resistance line pattern R10 is arranged on one side of the virtual straight line L passing through the central axis 9, and the eleventh resistance line pattern R11 is arranged on the other side. Is placed. Further, the tenth resistance line pattern R10 and the eleventh resistance line pattern R11 have the same diameter with respect to the central axis 9.

図１３に示すように、本実施形態の第２導体層Ｌ２は、第１２抵抗線パターンＲ１２、第１３抵抗線パターンＲ１３、第１４抵抗線パターンＲ１４、および第１５抵抗線パターンＲ１５を含む。すなわち、第１２抵抗線パターンＲ１２、第１３抵抗線パターンＲ１３、第１４抵抗線パターンＲ１４、および第１５抵抗線パターンＲ１５は、基板４１の裏面に実装されている。第１２抵抗線パターンＲ１２、第１３抵抗線パターンＲ１３、第１４抵抗線パターンＲ１４、および第１５抵抗線パターンＲ１５は、信号処理回路４３と電気的に接続されている。 As shown in FIG. 13, the second conductor layer L2 of the present embodiment includes the 12th resistance line pattern R12, the 13th resistance line pattern R13, the 14th resistance line pattern R14, and the 15th resistance line pattern R15. That is, the 12th resistance line pattern R12, the 13th resistance line pattern R13, the 14th resistance line pattern R14, and the 15th resistance line pattern R15 are mounted on the back surface of the substrate 41. The 12th resistance line pattern R12, the 13th resistance line pattern R13, the 14th resistance line pattern R14, and the 15th resistance line pattern R15 are electrically connected to the signal processing circuit 43.

第１２抵抗線パターンＲ１２は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約１８０°の範囲に、第１２抵抗線パターンＲ１２が、半円状に設けられている。第１２抵抗線パターンＲ１２には、複数の第１２抵抗線ｒ１２が含まれる。複数の第１２抵抗線ｒ１２は、互いに略平行な姿勢で、周方向に配列される。各第１２抵抗線ｒ１２は、軸方向の他方側から視たときに、フレックスギア２０の半径方向に対して、周方向一方側に傾斜している。半径方向に対する第１２抵抗線ｒ１２の傾斜角度は、例えば４５°とされる。すなわち、第１２抵抗線パターンＲ１２は、軸方向に視たときに、第９抵抗線パターンＲ９と重複している。 The twelfth resistance line pattern R12 is an arc-shaped pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the twelfth resistance line pattern R12 is provided in a semicircular shape in a range of about 180 ° around the central axis 9. The twelfth resistance line pattern R12 includes a plurality of twelfth resistance lines r12. The plurality of 12th resistance lines r12 are arranged in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. Each 12th resistance wire r12 is inclined to one side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear 20 when viewed from the other side in the axial direction. The inclination angle of the twelfth resistance line r12 with respect to the radial direction is, for example, 45 °. That is, the 12th resistance line pattern R12 overlaps with the 9th resistance line pattern R9 when viewed in the axial direction.

第１３抵抗線パターンＲ１３は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約１８０°の範囲に、第１３抵抗線パターンＲ１３が、半円状に設けられている。第１３抵抗線パターンＲ１３には、複数の第１３抵抗線ｒ１３が含まれる。複数の第１３抵抗線ｒ１３は、互いに略平行な姿勢で、周方向に配列される。各第１３抵抗線ｒ１３は、軸方向の他方側から視たときに、フレックスギア２０の半径方向に対して、周方向他方側に傾斜している。半径方向に対する第９抵抗線ｒ９の傾斜角度は、例えば−４５°とされる。すなわち、第１３抵抗線パターンＲ１３は、軸方向に視たときに、第８抵抗線パターンＲ８と重複している。 The thirteenth resistance line pattern R13 is an arc-shaped pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the thirteenth resistance line pattern R13 is provided in a semicircular shape in a range of about 180 ° around the central axis 9. The thirteenth resistance line pattern R13 includes a plurality of thirteenth resistance lines r13. The plurality of thirteenth resistance lines r13 are arranged in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. Each thirteenth resistance wire r13 is inclined to the other side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear 20 when viewed from the other side in the axial direction. The inclination angle of the ninth resistance line r9 with respect to the radial direction is, for example, −45 °. That is, the thirteenth resistance line pattern R13 overlaps with the eighth resistance line pattern R8 when viewed in the axial direction.

第１２抵抗線パターンＲ１２と第１３抵抗線パターンＲ１３とは、同心かつ線対称に配置される。具体的には、軸方向の他方側から視たときに、中心軸９を通る仮想直線Ｌに対して、一方側に第１２抵抗線パターンＲ１２が配置され、他方側に第１３抵抗線パターンＲ１３が配置される。また、第１２抵抗線パターンＲ１２と第１３抵抗線パターンＲ１３とは、中心軸９に対する径が同一である。 The twelfth resistance line pattern R12 and the thirteenth resistance line pattern R13 are arranged concentrically and line-symmetrically. Specifically, when viewed from the other side in the axial direction, the 12th resistance line pattern R12 is arranged on one side of the virtual straight line L passing through the central axis 9, and the 13th resistance line pattern R13 is arranged on the other side. Is placed. Further, the 12th resistance line pattern R12 and the 13th resistance line pattern R13 have the same diameter with respect to the central axis 9.

第１４抵抗線パターンＲ１４は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約１８０°の範囲に、第１４抵抗線パターンＲ１４が、半円状に設けられている。第１４抵抗線パターンＲ１４は、第１２抵抗線パターンＲ１２よりも径方向内方側に位置している。第１４抵抗線パターンＲ１４には、複数の第１４抵抗線ｒ１４が含まれる。複数の第１４抵抗線ｒ１４は、互いに略平行な姿勢で、周方向に配列される。各第１４抵抗線ｒ１４は、軸方向の他方側から視たときに、フレックスギア２０の半径方向に対して、周方向他方側に傾斜している。半径方向に対する第１０抵抗線ｒ１０の傾斜角度は、例えば−４５°とされる。すなわち、第１４抵抗線パターンＲ１４は、軸方向に視たときに、第１１抵抗線パターンＲ１１と重複している。 The 14th resistance line pattern R14 is an arc-shaped pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the 14th resistance line pattern R14 is provided in a semicircular shape in a range of about 180 ° around the central axis 9. The 14th resistance line pattern R14 is located on the inner side in the radial direction with respect to the 12th resistance line pattern R12. The 14th resistance line pattern R14 includes a plurality of 14th resistance line r14. The plurality of 14th resistance lines r14 are arranged in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. Each 14th resistance line r14 is inclined to the other side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear 20 when viewed from the other side in the axial direction. The inclination angle of the tenth resistance line r10 with respect to the radial direction is, for example, −45 °. That is, the 14th resistance line pattern R14 overlaps with the 11th resistance line pattern R11 when viewed in the axial direction.

第１５抵抗線パターンＲ１５は、１本の導体が曲折しながら周方向に延びる、全体として円弧状のパターンである。本実施形態では、中心軸９の周囲の約１８０°の範囲に、第１５抵抗線パターンＲ１５が、半円状に設けられている。第１５抵抗線パターンＲ１５は、第１３抵抗線パターンＲ１３よりも径方向内方側に位置している。第１５抵抗線パターンＲ１５には、複数の第１５抵抗線ｒ１５が含まれる。複数の第１５抵抗線ｒ１５は、互いに略平行な姿勢で、周方向に配列される。各第１５抵抗線ｒ１５は、軸方向の他方側から視たときに、フレックスギア２０の半径方向に対して、周方向一方側に傾斜している。半径方向に対する第１１抵抗線ｒ１１の傾斜角度は、例えば４５°とされる。すなわち、第１５抵抗線パターンＲ１５は、軸方向に視たときに、第１０抵抗線パターンＲ１０と重複している。 The fifteenth resistance line pattern R15 is an arc-shaped pattern as a whole in which one conductor extends in the circumferential direction while bending. In the present embodiment, the fifteenth resistance line pattern R15 is provided in a semicircular shape in a range of about 180 ° around the central axis 9. The fifteenth resistance line pattern R15 is located on the radial inward side of the thirteenth resistance line pattern R13. The fifteenth resistance wire pattern R15 includes a plurality of fifteenth resistance wire r15. The plurality of 15th resistance lines r15 are arranged in the circumferential direction in a posture substantially parallel to each other. Each 15th resistance wire r15 is inclined to one side in the circumferential direction with respect to the radial direction of the flex gear 20 when viewed from the other side in the axial direction. The inclination angle of the eleventh resistance line r11 with respect to the radial direction is, for example, 45 °. That is, the 15th resistance line pattern R15 overlaps with the 10th resistance line pattern R10 when viewed in the axial direction.

第１４抵抗線パターンＲ１４と第１５抵抗線パターンＲ１５とは、同心かつ線対称に配置される。具体的には、軸方向の他方側から視たときに、中心軸９を通る仮想直線Ｌに対して、一方側に第１４抵抗線パターンＲ１４が配置され、他方側に第１５抵抗線パターンＲ１５が配置される。また、第１４抵抗線パターンＲ１４と第１５抵抗線パターンＲ１５とは、中心軸９に対する径が同一である。 The 14th resistance line pattern R14 and the 15th resistance line pattern R15 are arranged concentrically and line-symmetrically. Specifically, when viewed from the other side in the axial direction, the 14th resistance line pattern R14 is arranged on one side of the virtual straight line L passing through the central axis 9, and the 15th resistance line pattern R15 is arranged on the other side. Is placed. Further, the 14th resistance line pattern R14 and the 15th resistance line pattern R15 have the same diameter with respect to the central axis 9.

第８抵抗線パターンＲ８〜第１５抵抗線パターンＲ１５は、ホイートストンブリッジ回路に組み込まれる。例えば、第８抵抗線パターンＲ８と第１３抵抗線パターンＲ１３とを直列に接続したものＲ８＋１３と、第９抵抗線パターンＲ９と第１２抵抗線パターンＲ１２とを直列に接続したものＲ９＋１２と、第１０抵抗線パターンＲ１０と第１５抵抗線パターンＲ１５とを直列に接続したものＲ１０＋１５と、第１１抵抗線パターンＲ１１と第１４抵抗線パターンＲ１４とを直列に接続したものＲ１１＋１４とが、ホイートストンブリッジ回路４２に組み込まれる。 The eighth resistance line pattern R8 to the fifteenth resistance line pattern R15 are incorporated in the Wheatstone bridge circuit. For example, R8 + 13 in which the eighth resistance line pattern R8 and the thirteenth resistance line pattern R13 are connected in series, R9 + 12 in which the ninth resistance line pattern R9 and the twelfth resistance line pattern R12 are connected in series, and the tenth. R10 + 15 in which the resistance wire pattern R10 and the 15th resistance wire pattern R15 are connected in series and R11 + 14 in which the 11th resistance wire pattern R11 and the 14th resistance wire pattern R14 are connected in series are connected to the Wheatstone bridge circuit 42. Be incorporated.

本実施形態においては、抵抗線パターンＲ８＋１３と、抵抗線パターンＲ９＋１２とは、トルクに対して互いに逆向きの抵抗値の変化を示す。また、抵抗線パターンＲ１０＋１５と、抵抗線パターンＲ１１＋１４とは、トルクに対して互いに逆向きの抵抗値の変化を示す。本実施形態では、この性質を利用して、ホイートストンブリッジ回路４２に設けられた電圧計Ｖの計測値に基づいて、フレックスギア２０に掛かるトルクの向きおよび大きさを検出することができる。 In the present embodiment, the resistance line pattern R8 + 13 and the resistance line pattern R9 + 12 show changes in resistance values in opposite directions with respect to torque. Further, the resistance line pattern R10 + 15 and the resistance line pattern R11 + 14 show changes in resistance values in opposite directions with respect to torque. In the present embodiment, this property can be utilized to detect the direction and magnitude of the torque applied to the flex gear 20 based on the measured value of the voltmeter V provided in the Wheatstone bridge circuit 42.

上述のように、本実施形態においては、軸方向に視たときに重複するパターン同士を直列に繋ぐことにより、抵抗値をより大きく出来ている。別の言い方をすれば、基板４１の両面を利用して抵抗線パターンを効率よく配置出来ている。したがって、トルク検出センサ４０のセンサ感度を向上することができる。 As described above, in the present embodiment, the resistance value can be made larger by connecting the overlapping patterns in series when viewed in the axial direction. In other words, the resistance wire pattern can be efficiently arranged by using both sides of the substrate 41. Therefore, the sensor sensitivity of the torque detection sensor 40 can be improved.

動力伝達装置１の駆動時には、フレックスギア２０のダイヤフラム部２２１が、僅かに軸方向に変位する。この軸方向の変位量は、ダイヤフラム部２２１の半径方向の位置によって異なる。そして、ダイヤフラム部２２１の軸方向の変位は抵抗線パターンＲ８〜Ｒ１５の抵抗値にも影響する。しかしながら、本実施形態では、抵抗線パターンＲ８＋１３と、抵抗線パターンＲ９＋１２とが、中心軸９に対して同径の位置に配置される。同様に、抵抗線パターンＲ１０＋１５と、抵抗線パターンＲ１１＋１４とが、中心軸９に対して同径の位置に配置される。このため、ダイヤフラム部２２１の軸方向の変位により、抵抗線パターンＲ８＋１３と、抵抗線パターンＲ９＋１２とが、同じように変化する。同様に、抗線パターンＲ１０＋１５と、抵抗線パターンＲ１１＋１４とが、同じように変化する。それ故に、ホイートストンブリッジ回路４２の電圧計Ｖの検出値が、軸方向の変位の影響を受け難い。したがって、ダイヤフラム部２２１の軸方向の変位の影響を抑えて、フレックスギア２０に掛かる周方向のトルクを精度よく検出できる。 When the power transmission device 1 is driven, the diaphragm portion 221 of the flex gear 20 is slightly displaced in the axial direction. The amount of displacement in the axial direction differs depending on the position of the diaphragm portion 221 in the radial direction. The axial displacement of the diaphragm portion 221 also affects the resistance values of the resistance line patterns R8 to R15. However, in the present embodiment, the resistance line pattern R8 + 13 and the resistance line pattern R9 + 12 are arranged at positions having the same diameter with respect to the central axis 9. Similarly, the resistance wire pattern R10 + 15 and the resistance wire pattern R11 + 14 are arranged at positions having the same diameter with respect to the central axis 9. Therefore, the resistance line pattern R8 + 13 and the resistance line pattern R9 + 12 change in the same manner due to the axial displacement of the diaphragm portion 221. Similarly, the resistance line pattern R10 + 15 and the resistance line pattern R11 + 14 change in the same manner. Therefore, the detected value of the voltmeter V of the Wheatstone bridge circuit 42 is not easily affected by the axial displacement. Therefore, it is possible to accurately detect the torque in the circumferential direction applied to the flex gear 20 by suppressing the influence of the axial displacement of the diaphragm portion 221.

本実施形態のトルク検出センサ４０においては、第１導体層Ｌ１の抵抗線パターンＲ８〜Ｒ１１と、第２導体層Ｌ２の抵抗線パターンＲ１２〜Ｒ１５とが、軸方向において部分的に重複する。これにより、基板４１において抵抗線パターンＲ８〜Ｒ１５を配置するためのスペースを確保しつつ、基板４１を径方向に小型化することができる。よって、小型のフレックスギア２０にも適用可能なトルク検出センサ４０が実現する。 In the torque detection sensor 40 of the present embodiment, the resistance line patterns R8 to R11 of the first conductor layer L1 and the resistance line patterns R12 to R15 of the second conductor layer L2 partially overlap in the axial direction. As a result, the substrate 41 can be miniaturized in the radial direction while securing a space for arranging the resistance wire patterns R8 to R15 on the substrate 41. Therefore, the torque detection sensor 40 that can be applied to the small flex gear 20 is realized.

＜６．変形例＞
以上、本発明の第１〜第５実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態には限定されない。 <6. Modification example>
Although the first to fifth embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.

上記の実施形態では、第１導体層Ｌ１は基板４１の表面導体層であり、第２導体層は基板４１の裏面導体層であった。しかしながら、第１導体層Ｌ１を基板の裏面導体層とし、第２導体層Ｌ２を基板の表面導体層としてもよい。すなわち、基板のいずれの面をフレックスギアのダイヤフラム部の表面に固定するかは、任意である。 In the above embodiment, the first conductor layer L1 is the front conductor layer of the substrate 41, and the second conductor layer is the back conductor layer of the substrate 41. However, the first conductor layer L1 may be used as the back surface conductor layer of the substrate, and the second conductor layer L2 may be used as the front surface conductor layer of the substrate. That is, which side of the substrate is fixed to the surface of the diaphragm portion of the flex gear is arbitrary.

上記の実施形態では、基板は、表面導体層と裏面導体層とを有していた。しかしながら、基板が中間導体層をさらに備えていてもよい。その場合、第１導体層は、表面導体層、裏面導体層、および中間導体層のいずれかであり、第２導体層は、表面導体層、裏面導体層、および中間導体層の他のいずれかであることにしてもよい。あるいは、表面導体層、裏面導体層、および中間導体層の全ての層に、上述した抵抗線パターンのいずれかが配置されていてもよい。これにより、多層構造の基板の各層に、抵抗線パターンを配置できる。その結果、基板を径方向により小型化することができる。 In the above embodiment, the substrate has a front conductor layer and a back conductor layer. However, the substrate may further include an intermediate conductor layer. In that case, the first conductor layer is any one of the front conductor layer, the back surface conductor layer, and the intermediate conductor layer, and the second conductor layer is any other of the front surface conductor layer, the back surface conductor layer, and the intermediate conductor layer. It may be. Alternatively, any of the above-mentioned resistance wire patterns may be arranged in all the layers of the front conductor layer, the back surface conductor layer, and the intermediate conductor layer. As a result, the resistance wire pattern can be arranged in each layer of the multi-layered substrate. As a result, the substrate can be miniaturized in the radial direction.

上記の第５実施形態においては、例えば、第８抵抗線パターンＲ８と第１３抵抗線パターンＲ１３とが、軸方向に視たときに、重複していた。すなわち、第８抵抗線パターンＲ８の第８抵抗線ｒ８と、第１３抵抗線パターンＲ１３の第１３抵抗線ｒ１３とが、軸方向に視たときに、互いに平行であった。しかしながら、これに代えて、第８抵抗線パターンＲ８の第８抵抗線ｒ８と、第１３抵抗線パターンＲ１３の第１３抵抗線ｒ１３とが、軸方向に視たときに交差することにしてもよい。斯かる場合、第８抵抗線ｒ８と第１３抵抗線ｒ１３との交差角度は任意である。その場合でも、基板４１において抵抗線パターンを配置するためのスペースを確保しつつ、基板４１を径方向に小型化することができる。よって、小型の円形体にも適用可能なトルク検出センサが実現する。 In the fifth embodiment described above, for example, the eighth resistance line pattern R8 and the thirteenth resistance line pattern R13 overlap when viewed in the axial direction. That is, the eighth resistance line r8 of the eighth resistance line pattern R8 and the thirteenth resistance line r13 of the thirteenth resistance line pattern R13 were parallel to each other when viewed in the axial direction. However, instead of this, the eighth resistance line r8 of the eighth resistance line pattern R8 and the thirteenth resistance line r13 of the thirteenth resistance line pattern R13 may intersect when viewed in the axial direction. .. In such a case, the crossing angle between the 8th resistance line r8 and the 13th resistance line r13 is arbitrary. Even in that case, the substrate 41 can be miniaturized in the radial direction while securing a space for arranging the resistance wire pattern on the substrate 41. Therefore, a torque detection sensor that can be applied to a small circular body is realized.

上記の実施形態では、ホイートストンブリッジ回路４２および信号処理回路４３の両方が、基板４１に実装されていた。しかしながら、信号処理回路４３は、基板４１の外部に設けられていてもよい。 In the above embodiment, both the Wheatstone bridge circuit 42 and the signal processing circuit 43 are mounted on the substrate 41. However, the signal processing circuit 43 may be provided outside the substrate 41.

また、上記の実施形態では、各抵抗線パターンの材料に、銅または銅を含む合金が使用されていた。しかしながら、抵抗線パターンの材料に、コンスタンタン、ＳＵＳ、アルミニウム等の他の金属を用いてもよい。また、抵抗線パターンの材料に、セラミックスや樹脂などの非金属材を用いてもよい。また、抵抗線パターンの材料に、導電性インクを用いてもよい。導電性インクを用いる場合には、基板４１の表面に、導電性インクで各抵抗線パターンをプリントすればよい。 Further, in the above embodiment, copper or an alloy containing copper is used as the material of each resistance wire pattern. However, other metals such as Constantin, SUS, and aluminum may be used as the material of the resistance wire pattern. Further, a non-metallic material such as ceramics or resin may be used as the material of the resistance wire pattern. Further, conductive ink may be used as the material of the resistance wire pattern. When the conductive ink is used, each resistance line pattern may be printed on the surface of the substrate 41 with the conductive ink.

また、上記の実施形態のフレックスギア２０では、ダイヤフラム部２２１が、筒状部２１の基端部から半径方向外側へ向けて広がっていた。しかしながら、ダイヤフラム部２２１は、筒状部２１の基端部から半径方向内側へ向けて広がるものであってもよい。 Further, in the flex gear 20 of the above embodiment, the diaphragm portion 221 extends outward in the radial direction from the base end portion of the tubular portion 21. However, the diaphragm portion 221 may extend inward in the radial direction from the base end portion of the tubular portion 21.

また、上記の実施形態では、トルク検出の対象物が、フレックスギア２０であった。しかしながら、上記実施形態と同等の構造を有するトルク検出センサ４０を、フレックスギア２０以外の円形体に掛かるトルクを検出するために、用いてもよい。 Further, in the above embodiment, the object of torque detection is the flex gear 20. However, the torque detection sensor 40 having the same structure as that of the above embodiment may be used to detect the torque applied to the circular body other than the flex gear 20.

上記の実施形態の抵抗線パターンは、全て、円形体の周方向の歪みを検出するために直接的にまたは間接的に用いられる抵抗線パターンである。これらの抵抗線パターンの数や位置は、適宜に設計変更可能である。その他、トルク検出センサおよび動力伝達装置の細部の構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変更してもよい。また、上記の各実施形態および各変型例に登場した要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 The resistance line patterns of the above embodiments are all resistance line patterns that are used directly or indirectly to detect the circumferential distortion of the circular body. The number and position of these resistance wire patterns can be changed as appropriate. In addition, the detailed configurations of the torque detection sensor and the power transmission device may be appropriately changed as long as the gist of the present invention is not deviated. In addition, the elements appearing in each of the above embodiments and variants may be appropriately combined as long as there is no contradiction.

本願は、トルク検出センサおよび動力伝達装置に利用できる。 The present application can be used for torque detection sensors and power transmission devices.

１ 動力伝達装置
９ 中心軸
１０ インタナルギア
１１ 内歯
２０ フレックスギア
２１ 筒状部
２２ 平板部
２３ 外歯
３０ 波動発生器
３１ カム
３２ 可撓性軸受
４０ トルク検出センサ
４１ 基板
４２ ホイートストンブリッジ回路
４３ 信号処理回路
２２１ ダイヤフラム部
２２２ 肉厚部
４１１ 本体部
４１２ フラップ部
Ｌ 仮想直線
Ｌ１ 導体層
Ｌ１ 第１導体層
Ｌ２ 第２導体層
Ｒ１〜Ｒ１５ 抵抗線パターン
ｒ１〜ｒ１５ 抵抗線

1 Power transmission device 9 Central shaft 10 Internal gear 11 Internal tooth 20 Flex gear 21 Cylindrical part 22 Flat plate part 23 External tooth 30 Wave generator 31 Cam 32 Flexible bearing 40 Torque detection sensor 41 Board 42 Wheatstone bridge circuit 43 Signal processing circuit 221 Diaphragm part 222 Thick part 411 Body part 412 Flap part L Virtual straight line L1 Conductor layer L1 First conductor layer L2 Second conductor layer R1 to R15 Resistance line pattern r1 to r15 Resistance line

Claims (13)

円形体に掛かるトルクを検出するトルク検出センサであって、
第１導体層と第２導体層とを有する基板
を備え、
前記第１導体層および前記第２導体層は、それぞれ、抵抗線パターンを含み、
前記第１導体層および前記第２導体層の少なくともいずれか一方の前記抵抗線パターンは、前記円形体の半径方向に対して周方向一方側に傾斜した抵抗線が、周方向に複数配列されて直列的に接続された円弧状または円環状のパターンを含む、トルク検出センサ。 A torque detection sensor that detects the torque applied to a circular body.
A substrate having a first conductor layer and a second conductor layer is provided.
The first conductor layer and the second conductor layer each include a resistance wire pattern.
In the resistance line pattern of at least one of the first conductor layer and the second conductor layer, a plurality of resistance lines inclined in the circumferential direction with respect to the radial direction of the circular body are arranged in the circumferential direction. Torque detection sensor, including arcuate or annular patterns connected in series. 請求項１に記載のトルク検出センサであって、
前記基板は、表面導体層と裏面導体層とを有し、
前記第１導体層は、前記表面導体層および前記裏面導体層のいずれか一方であり、
前記第２導体層は、前記表面導体層および前記裏面導体層のいずれか他方であるトルク検出センサ。 The torque detection sensor according to claim 1.
The substrate has a front surface conductor layer and a back surface conductor layer.
The first conductor layer is either one of the front surface conductor layer and the back surface conductor layer.
The second conductor layer is a torque detection sensor that is either one of the front conductor layer and the back surface conductor layer. 請求項１に記載のトルク検出センサであって、
前記基板は、表面導体層、裏面導体層、および中間導体層を有し、
前記第１導体層は、前記表面導体層、前記裏面導体層、および中間導体層のいずれかであり、
前記第２導体層は、前記表面導体層、前記裏面導体層、および中間導体層の他のいずれか一つである、トルク検出センサ。 The torque detection sensor according to claim 1.
The substrate has a front conductor layer, a back conductor layer, and an intermediate conductor layer.
The first conductor layer is any one of the front conductor layer, the back surface conductor layer, and the intermediate conductor layer.
The torque detection sensor, wherein the second conductor layer is any one of the front conductor layer, the back surface conductor layer, and the intermediate conductor layer. 請求項１に記載のトルク検出センサであって、
前記第１導体層および前記第２の導体層のいずれか他方の前記抵抗線パターンは、前記円形体の半径方向に延びる抵抗線が、周方向に複数配列されて直列的に接続された円弧状または円環状のパターンを含む、トルク検出センサ。 The torque detection sensor according to claim 1.
The resistance line pattern of either the first conductor layer or the second conductor layer is an arc shape in which a plurality of resistance lines extending in the radial direction of the circular body are arranged in the circumferential direction and connected in series. Or a torque detection sensor that includes an annular pattern. 請求項２に記載のトルク検出センサであって、
前記基板は、両面フレキシブル基板である、トルク検出センサ。 The torque detection sensor according to claim 2.
The substrate is a torque detection sensor which is a double-sided flexible substrate. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のトルク検出センサであって、
前記第１導体層および前記第２導体層の少なくともいずれかの前記抵抗線パターンは、円弧状または円環状に延びるパターンを含む、トルク検出センサ。 The torque detection sensor according to any one of claims 1 to 5.
A torque detection sensor in which the resistance line pattern of at least one of the first conductor layer and the second conductor layer includes a pattern extending in an arc shape or an annular shape. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のトルク検出センサであって、
前記導体層の材料は、銅または銅を含む合金である、トルク検出センサ。 The torque detection sensor according to any one of claims 1 to 6.
A torque detection sensor in which the material of the conductor layer is copper or an alloy containing copper. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のトルク検出センサであって、
少なくとも前記抵抗線パターンは、ホイートストンブリッジ回路に組み込まれる、トルク検出センサ。 The torque detection sensor according to any one of claims 1 to 7.
At least the resistance wire pattern is a torque detection sensor incorporated in a Wheatstone bridge circuit. 請求項８に記載のトルク検出センサであって、
前記ホイートストンブリッジ回路の出力信号に基づいて、前記円形体に掛かるトルクを検出する信号処理回路
を備える、トルク検出センサ。 The torque detection sensor according to claim 8.
A torque detection sensor including a signal processing circuit that detects torque applied to the circular body based on an output signal of the Wheatstone bridge circuit. 請求項９に記載のトルク検出センサであって、
前記信号処理回路は、前記基板または前記基板とは別の基板に実装される、トルク検出センサ。 The torque detection sensor according to claim 9.
The signal processing circuit is a torque detection sensor mounted on the substrate or a substrate different from the substrate. 請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載のトルク検出センサと、
前記円形体と、
を有する動力伝達装置。 The torque detection sensor according to any one of claims 1 to 10.
With the circular body
Power transmission device with. 請求項１１に記載の動力伝達装置であって、
前記円形体および前記基板のいずれか一方は、前記円形体および前記基板のいずれか他方と半径方向に接触する位置決め部
を有する、動力伝達装置。 The power transmission device according to claim 11.
A power transmission device having a positioning portion in which either one of the circular body and the substrate is in radial contact with any one of the circular body and the substrate. 請求項１１または請求項１２に記載の動力伝達装置であって、
前記円形体は、
軸方向に筒状に延びる可撓性の筒状部と、
前記筒状部の外周面に設けられた複数の外歯と、
前記筒状部の軸方向の一方側から半径方向外側または半径方向内側へ向けて広がる平板状のダイヤフラム部と、
を有し、
前記基板は、前記ダイヤフラム部に固定される、動力伝達装置。
The power transmission device according to claim 11 or 12.
The circular body
A flexible tubular part that extends in a tubular shape in the axial direction,
A plurality of external teeth provided on the outer peripheral surface of the tubular portion, and
A flat plate-shaped diaphragm portion extending from one side in the axial direction of the tubular portion toward the outer side in the radial direction or the inner side in the radial direction,
Have,
The substrate is a power transmission device fixed to the diaphragm portion.
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