JP2504490Y2

JP2504490Y2 - トルク検出装置

Info

Publication number: JP2504490Y2
Application number: JP1663490U
Authority: JP
Inventors: 大造森下
Original assignee: 株式会社次世代航空機基盤技術研究所
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1996-07-10
Anticipated expiration: 2005-02-21
Also published as: JPH03109141U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」この考案は、駆動軸とその駆動軸により回転させられ
る負荷軸との間に働く伝達トルクの測定に用いて好適な
トルク検出装置に関する。

「従来の技術」一般に、モータなどの駆動軸とその駆動軸により回転
させられる負荷軸との間に働く伝達トルクは、軸のねじ
れ角から求めることが多い。ねじれ角の検出は、上記駆
動軸および負荷軸の各々に設けられた歯車のずれ具合か
ら発生する渦電流損失の周期的変化をセンサで検出する
ことによって行われる。

次に、上述の方法を用いた従来のトルク検出装置につ
いて、第８図に示すブロック図を参照して説明する。ま
ず、モータなどの駆動軸側には、歯車１が取り付けられ
ており、負荷軸側には、歯車２が取り付けられている。
歯車１および歯車２は、同一の材料から形成されてお
り、同じ比電気抵抗を有する。これらの歯車１および歯
車２は、トルクの伝達方向に応じて、第５図、第６図お
よび第７図に示すような位置関係となる。また、このト
ルク検出装置は、歯車１および歯車２の位置関係に応じ
て、第９図、第10図および第11図に示すタイミングチャ
ートに従って動作をする。

まず、伝達トルクが生じていない場合には、駆動軸、
負荷軸に捩れは生ぜず、第５図に示すように、歯車１お
よび歯車２は90°の位相角を保持する。センサ３は、歯
車１および歯車２の渦電流損失を検出し、第９図（ａ）
に示すような一定周期の振幅変調を伴った信号Ａを検波
回路４へ出力する。検波回路４では、歯車1,2がセンサ
３に近接したことによって生じた信号Ａの振幅変化の部
分のみが信号Ｂとして取り出される（第９図（ｂ）参
照）。上記信号Ｂは、コンパレータ回路７において、矩
形波の信号Ｃに波形整形される（第９図（ｃ）参照）。
そして、信号Ｃは、歯車１と歯車２との位相差を検出す
るための基準パルスとして、AND回路10,11および23の一
方の入力端に供給される。

上記AND回路23は、後述するフリップフロップ15の出
力端から出力される信号Ｄ（第９図（ｄ）参照）と上
記信号Ｃとの論理積をとり、この結果を信号Ｅ（第９図
（ｅ）参照）としてフリップフロップ９のセット端子Ｓ
へ出力する。したがって、この信号Ｅは、信号Ｃに対し
て１周期毎にハイレベルになる。上記フリップフロップ
９は、その入力端ＳおよびＲが負論理であるため、信号
Ｅの立ち下がりエッジによって出力端Ｑ（信号Ｆ）をハ
イレベルにし、後述するAND回路11からの信号Ｉの立ち
下がりエッジが供給されるまで該ハイレベルの状態を保
持する（第９図（ｆ）参照）。一方、該フリップフロッ
プ９の出力端は、上記出力端Ｑとは逆の状態を保持す
る（第９図（ｇ）参照）。

次に、上述したAND回路11は、上記信号Ｃと上記信号
Ｆとの論理積をとり、この結果を信号Ｉ（第９図（ｉ）
参照）として前述したフリップフロップ９および14のリ
セット端子、フリップフロップ15のセット端子へ出力す
る。

一方、AND回路10は、上記信号Ｃと上記信号Ｇとの論
理積をとり、この結果を信号Ｈとしてフリップフロップ
14のセット端子およびフリップフロップ15のリセット端
子に供給する。

次に、フリップフロップ14は、信号Ｈの立ち下がりエ
ッジで出力端Ｑをハイレベルにし、信号Ｉの立ち下がり
エッジで同出力端Ｑをローレベルにする。この出力端Ｑ
の状態はAND回路16の一方の入力端に供給される。このA
ND回路16は、フリップフロップ14の出力端Ｑがハイレベ
ルの間、すなわち、信号Ｈの立ち下がりエッジから次の
信号Ｉの立ち下がりエッジまでの間（第９図（ｋ）の時
間T11参照）に発振器18のクロックを信号Ｊとしてカウ
ンタ19へ出力する（第９図（ｊ）参照）。そして、カウ
ンタ19は、上記信号Ｊのクロックに応じてカウントをし
て、そのカウント値を減算器21へ出力する。

一方、フリップフロップ15は、上記信号Ｉの立ち下が
りエッジで出力端Ｑをハイレベルにし、信号Ｈの立ち下
がりエッジで同出力端Ｑをローレベルにする。上記フリ
ップフロップ15の出力端Ｑの状態はAND回路17の一方の
入力端に供給されるとともに、出力端の状態が出力信
号Ｄとして、前述したAND回路23の他方の入力端に供給
される。このAND回路17は、フリップフロップ15の出力
端子Ｑがハイレベルの間、すなわち、信号Ｉの立ち下が
りエッジから次の信号Ｈの立ち下がりエッジまでの間
（第９図（ｋ）の時間T21参照）に上述したクロックを
信号Ｋとしてカウンタ20へ出力する（第９図（ｋ）参
照）。そして、カウンタ20は、上記信号Ｋのクロックに
応じてカウントをして、そのカウント値を減算器21へ出
力する。この場合、伝達トルクは生じていないため、上
述した信号Ｊおよび信号Ｋ（クロック）が供給される時
間T11,T21は同じである。このため、各カウンタ19,20の
カウント値も同じになる。

次に、減算器21は、カウンタ19のカウント値からカウ
ンタ20のカウント値を減算して、その演算結果（絶対
値）を信号変換器22に供給する。この場合、上述したよ
うに各カウント値が同じであるため、減算器21の減算結
果はゼロとなる。そして、信号変換器22は、上記演算結
果をアナログ信号に変換してトルク信号として外部へ出
力する。

次に、駆動側から負荷側へ伝達トルクが生じている場
合には、駆動軸と負荷軸との間に捩れが生じ、歯車２
は、第６図に示すように、歯車１に対して角度φ₁だけ
遅れる。この角度φ₁は、上記伝達トルクの大きさに比
例する。この場合には、センサ３は、第10図（ａ）に示
すような振幅変調に周期的な変化を有する信号Ａを出力
する。そして、この信号Ａは、上述した動作と同様に処
理され、最終的に、カウンタ19には第10図（ｊ）に示す
信号Ｊが供給され、カウンタ20には同図（ｋ）に示す信
号Ｋが供給される。そして、カウンタ19によるカウント
値は、時間T12に比例した値となり、カウンタ20による
カウント値は、時間T22に比例した値となる。各カウン
タ19および20がクロックをカウントする上記時間T12,時
間T22は、歯車１と歯車２の位置関係を表している。し
たがって、減算器21の演算結果は、上述した角度φ₁に
比例した値となる。この結果、信号変換器22は、伝達ト
ルクに比例したトルク信号を出力する。

次に、負荷側から駆動側へエネルギが回生するような
場合、すなわち、駆動側が負荷側に制動トルクをかける
等の場合には、歯車２は、第７図に示すように、歯車１
に対して角度φ₂だけ進む。この角度φ₂は、上記伝達ト
ルクの大きさに比例する。この場合には、センサ３は、
第11図（ａ）に示すような振幅変調に周期的な変化を有
する信号Ａを出力する。そして、この信号Ａは、上述し
た動作と同様に処理され、最終的に、カウンタ19には第
11図（ｊ）に示す信号Ｊが供給され、カウンタ20には同
図（ｋ）に示す信号Ｋが供給される。そして、カウンタ
19によるカウント値は時間T13に比例した値となり、カ
ウンタ20によるカウント値は時間T23に比例した値とな
る。各カウンタ19および20がクロックをカウントする上
記時間T13およびT23は、歯車１と歯車２の位置関係を表
している。したがって、減算器21の演算結果は、上述し
た角度φ₂に比例した値となる。この結果、信号変換器2
2は、伝達トルクに比例したトルク信号を出力する。

「考案が解決しようとする課題」ところで、上述した従来のトルク検出装置では、信号
Ｂ（または信号Ｃ）の各パルスと歯車１または歯車２と
の対応が取られていない。すなわち、どのパルスが歯車
１によるものか、あるいは歯車２によるものかが判別で
きない。したがって、カウンタ19によってカウントされ
る信号Ｊがどちらの歯車によるものなのか、また、カウ
ンタ20によってカウントされる信号Ｋがどちらの歯車に
よるものなのかが特定できない。言い換えれば、信号Ｊ
および信号Ｋは、伝達トルクの方向に拘わらず、どちら
の歯車が先にセンサ３によって検出されるかで、第10図
または第11図に示す状態をとってしまう。この結果、従
来のトルク検出装置では、駆動軸側から負荷軸側へトル
クが伝達されているのか、あるいは負荷軸側の慣性によ
って駆動軸側へエネルギが回生されているのか判断がで
きないという問題を生じる。

この発明は、上述した問題点を鑑みてなされたもの
で、伝達トルクの大きさを測定でき、かつ、トルクの伝
達方向を判別できるトルク検出装置を提供することを目
的している。

「課題を解決するための手段」上述した問題を解決するために、請求項１記載の考案
では、負荷軸へ回転力を伝達する駆動軸に設けられた第
１の歯車と、前記第１の歯車と同一の歯数を有して前記
負荷軸に取り付けられ、前記第１の歯車とは比電気抵抗
が異なる材質で形成された第２の歯車と、前記第１、第
２の各歯車の歯に臨んで設けられ、前記各歯の通過に基
づく各渦電流損失を検出する検出手段と、該検出手段の
検出信号における振幅変化の差により、前記第１、第２
の歯車のうち、いずれの歯車が先行して回転しているか
を検出するとともに、前記検出信号の出力間隔から前記
第１、第２の歯車の角度差を検出する角度検出手段とを
具備することを特徴とする。

請求項２記載の考案では、負荷軸へ回転力を伝達する
駆動軸に設けられた第１の歯車と、前記第１の歯車と同
一の歯数を有して前記負荷軸に取り付けられ、前記第１
の歯車とは歯高が異なり、かつ、比電気抵抗が同一の材
質で形成された第２の歯車と、前記第１、第２の各歯車
の歯に臨んで設けられ、前記各歯の通過に基づく渦電流
損失を検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信
号における振幅変化の差により、前記第１、第２の歯車
のうち、いずれの歯車が先行して回転しているかを検出
すると共に、前記検出信号の出力間隔から前記第１、第
２の歯車の角度差を検出する角度検出手段とを具備する
ことを特徴とする。

「作用」互いに比電気抵抗の異なる材質で形成された第１、第
２の各歯車の歯の通過を検出手段によって検出する。次
に、該検出手段の検出信号の大きさから第１、第２の歯
車のいずれの歯車が先行して回転しているかを角度検出
手段によって検出するとともに、上記検出信号の出力間
隔から第１、第２の歯車の角度差を検出する。

また、上記第２の歯車の比電気抵抗を上記第１の歯車
と同一とし、これら第１、第２の歯車の歯高を異ならせ
てもよい。

「実施例」次に図面を参照してこの考案の実施例について説明す
る。

第１図はこの考案の第１の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

この図において、歯車１は炭素鋼から形成されてお
り、歯車２はステンレス鋼から形成されている。このよ
うに歯車１と歯車２との材質を異ならせると、渦電流損
失に差が生じるため、センサ３によって検出される信号
は、この例の場合には、第２図ａに示す信号ａのよう
に、歯車２の時に比べて歯車１の時の方が振幅変化が大
きくなる。なお、歯車１および歯車２の材質は、上述し
た炭素鋼、ステンレス鋼に限定されるものでなく、比電
気抵抗が異なるものであればよい。これら歯車１および
歯車２は、同軸上に配置されており、伝達トルクに対す
る位置関係は従来のものと同様に第５図〜第７図に示す
通りである。

センサ３は、歯車1,2の渦電流損失の差を検出し、こ
れを検出信号ａとして検波回路４へ出力する。この例の
場合、歯車１と歯車２の材質を異ならせているため、セ
ンサ３によって検出される信号ａの振幅変化に違いが生
じる。すなわち、歯車１が近接した場合には、振幅変化
は大きくなり、歯車２が近接した場合には、振幅変化は
小さくなる。次に、検波回路４は上記信号ａを検波し
て、歯車１および歯車２とセンサ３が近接した際の信号
を位置信号ｂとして取り出し（第２図（ａ）参照）、こ
の位置信号ｂをコンパレータ回路６および７へ出力す
る。また、５は基準電圧回路であり、コンパレータ回路
６へ基準電圧ｌを供給する。コンパレータ回路６は、上
記基準電圧ｌをしきい値に設定して、この基準電圧ｌ以
下の信号をカットする（第２図（ｂ）参照）。したがっ
て、上記コンパレータ回路６は、歯車１がセンサ３に近
接した時の位置信号ｂのみを選択的に取り出し、取り出
した信号を信号ｃ（第２図（ｃ）参照）としてフリップ
フロップ９のセット端子に供給する。次に、コンパレー
タ回路７は、信号ｂを波形整形し、矩形波の信号ｄとし
てワンショットタイマ８、NAND回路10および11の一方の
入力端に供給する。ワンショットタイマ８は、信号ｄの
立ち上がりエッジで所定幅のパルス状信号ｅを発生し、
この信号ｅをフリップフロップ９のリセット端子Ｒへ供
給する。フリップフロップ９は、上述した信号ｃの立ち
上がりエッジで出力端Ｑをハイレベルにするとともに、
出力端をローレベルにし、この状態を信号ｅが供給さ
れるまで保持する。そして、信号ｅが供給されると、各
出力端Ｑおよびの状態を反転する。このフリップフロ
ップ９の出力端Ｑからの出力信号ｆは、上記NAND回路10
の他方の入力端に供給される。また、同フリップフロッ
プ９の出力端からの出力信号ｇは、上記NAND回路11の
他方の入力端に供給される。

次に、NAND回路10の出力信号はワンショットタイマ12
へ供給され、NAND回路11の出力信号はワンショットタイ
マ13へ供給される。ワンショットタイマ12は、歯車１に
対応する信号ｆがハイレベルの間に生じる信号ｄの立ち
下がりエッジに同期して、パルス状の信号ｈを生成す
る。この信号ｈは、フリップフロップ14のセット端子Ｓ
およびフリップフロップ15のリセット端子Ｒに供給され
る。一方、ワンショットタイマ13は、歯車２に対応する
位置信号ｇがハイレベルの間に生じる信号ｄの立ち下が
りエッジに同期して、パルス状の信号ｉを生成する。こ
の信号ｉは、フリップフロップ14のリセット端子Ｒおよ
びフリップフロップ15のセット端子Ｓに供給される。

フリップフロップ14は、信号ｈの立ち上がりエッジで
出力端Ｑをハイレベルにし、この状態を信号ｉが供給さ
れるまで保持する。この出力端Ｑからの出力信号は、AN
D回路16の一方の入力端に供給される。一方、フリップ
フロップ15は、信号ｉの立ち上がりエッジで出力端Ｑを
ハイレベルにし、この状態を信号ｈが供給されるまで保
持する。この出力端Ｑからの出力信号は、AND回路17の
一方の入力端に供給される。

次に、AND回路16は、上記フリップフロップ14の出力
端Ｑの状態と発振器18が出力するクロックとの論理和を
とることにより、上記出力端Ｑがハイレベルの間、上記
クロックを信号ｊとしてカウンタ19へ出力する。また、
AND回路17は、上記フリップフロップ15の出力端Ｑの状
態と上記クロックとの論理和をとることにより、上記出
力端Ｑがハイレベルの間、上記クロックを信号ｋとして
カウンタ20へ出力する。

次に、カウンタ19は、上記信号ｊ（クロック）をカウ
ントし、そのカウント値を減算器21へ出力する。また、
カウンタ20は、上記信号ｋ（クロック）をカウントし、
そのカウント値を減算器21へ供給する。減算器21は、カ
ウンタ19のカウント値からカウンタ20のカウント値を符
号付きで減算し、その演算結果を信号変換器22へ出力す
る。信号変換器22は、上記演算結果をトルク信号に変換
し、外部へ出力する。

次に、上述した構成による実施例の動作について説明
する。

まず、伝達トルクが生じていない場合には、第５図に
示すように、捩れが生じないため、歯車１および歯車２
は90°の角度を保持する。この場合には、センサ３は、
第２図（ａ）に示すような一定周期の振幅変調を伴った
信号ａを出力する。この信号ａは、検波回路４に供給さ
れ、歯車１または歯車２がセンサ３に近接したことによ
って生じた振幅変化の部分のみが信号ｂとして取り出さ
れる（第２図（ｂ）参照）。そして、コンパレータ回路
６は、基準電圧ｌ以下の信号をカットし、基準電圧ｌ以
上の信号のみ、すなわち、歯車１に対応する信号のみを
矩形波の信号ｃに波形整形する（第２図（ｃ）参照）。
また、コンパレータ回路７は、信号ｂの全てのパルスを
波形整形し矩形波の信号ｄにする（第２図（ｄ）参
照）。

次に、フリップフロップ９は、上記信号ｃの立ち上が
りエッジにおいて、信号ｆ（出力端Ｑ）をハイレベルに
し、リセット端子に供給されるワンショットタイマ８か
らの信号ｅが供給されるまで、上記ハイレベルの状態を
保持する。一方、信号ｇ（出力端）は、上記信号ｆが
ハイレベルの間はローレベルになる（第２図（ｆ），
（ｇ）参照）。そして、上記信号ｆと上記信号ｄのいず
れか一方が共にハイレベルの状態からローレベルになる
と、NAND回路10の出力はローレベルからハイレベルにな
る。このNAND回路10が出力する立ち上がりエッジによ
り、ワンショットタイマ12が信号ｈを出力する（第２図
（ｈ）参照）。したがって、この場合には、信号ｂの歯
車１に対応するパルスの終端において、信号ｈが出力さ
れる。一方、NAND回路11は、共にハイレベルの上記信号
ｇと上記信号ｄのいずれか一方がローレベルになると、
該出力をローレベルからハイレベルにする。そして、こ
のNAND回路11が出力する立ち上がりエッジにより、ワン
ショットタイマ13が信号ｉを出力する（第２図（ｉ）参
照）。したがって、この場合には、信号ｂの歯車２に対
応するパルスの終端において、信号ｉが出力される。こ
の結果、上記信号ｈと上記信号ｉとは、互いに歯車１と
歯車２の位相差分ずれて生じることになる。

次に、フリップフロップ14は、その出力端Ｑを上述し
た信号ｈの立ち上がりエッジから次の信号ｉの立ち上が
りエッジまでの間（第２図（ｋ）の時間T11参照）のみ
ハイレベルとする。そして、AND回路16は、上記フリッ
プフロップ14の出力端Ｑがハイレベルの間のみ信号ｊ
（クロック）をカウンタ19に供給する。このカウンタ19
は、この信号ｊに応じてカウントをして、そのカウント
値を減算器21へ出力する。

一方のフリップフロップ15は、上述したフリップフロ
ップ14とは反対の動作を行う。すなわち、フリップフロ
ップ15は、その出力端Ｑを信号ｉの立ち上がりエッジか
ら次の信号ｈの立ち上がりエッジまでの間（第２図
（ｋ）の時間T21参照）のみハイレベルとする。そし
て、AND回路17は、上記フリップフロップ15の出力端Ｑ
がハイレベルの間のみ信号ｋ（クロック）をカウンタ20
へ出力する。このカウンタ20は、信号ｊがハイレベルの
間のみカウントをして、そのカウント値を減算器21へ出
力する。

次に、減算器21は、カウンタ19のカウント値からカウ
ンタ20のカウント値を符号付きで減算して、その結果を
信号変換器22に供給する。この場合には、伝達トルクが
生じていないため、上述した信号ｊおよび信号ｋのハイ
レベルの時間は同じである。このため、各カウンタ19お
よび20のカウント値も同じになる。したがって、減算器
21の減算結果はゼロとなり、この減算結果は、信号変換
器22でアナログ信号に変換されて、トルク信号として外
部へ出力される。

次に、駆動側から負荷側へ伝達トルクが生じている場
合には、駆動軸、負荷軸に捩れが生じ、歯車２は、第６
図に示すように、歯車１に対して角度φ₁だけ遅れる。
この角度φ₁は、上記伝達トルクの大きさに比例する。
この場合には、センサ３は、第３図（ａ）に示すような
振幅変調に周期的な変化を有する信号ａを出力する。そ
して、この信号ａは、上述した動作と同様に処理され、
最終的に、カウンタ19には第３図（ｊ）に示す信号ｊが
出力され、カウンタ20には同図（ｋ）に示す信号ｋが出
力される。そして、カウンタ19によるカウント値は時間
T12に比例した値となり、カウンタ20によるカウント値
は時間T22に比例した値となる。この場合、各カウンタ1
9および20がクロックをカウントする時間T12,T22は、T1
2＞T22となり、歯車１と歯車２の絶対的な位置関係を表
している。次に、減算器21では、両カウンタ値による符
号付き減算が行われ、信号変換器22には、符号付きの演
算結果が供給される。この場合、上記演算結果の絶対値
は、歯車１と歯車２との角度φ₁、すなわち伝達トルク
の大きさに比例する。また、上記演算結果の符号は、上
述した時間T12およびT22の関係からプラスとなり、これ
はトルクが負荷側へ伝達していることを表している。し
たがって、最終的に信号変換器22は、伝達トルクの大き
さおよびその方向を表すトルク信号を出力する。

次に、負荷側から駆動側へエネルギが回生するような
場合には、歯車２は、第７図に示すように、歯車１に対
して角度φ₂だけ進む。この角度φ₂は、上記伝達トルク
の大きさに比例する。この場合には、センサ３は、第４
図（ａ）に示すような振幅変調に周期的な変化を有する
信号ａを出力する。そして、この信号ａは、上述した動
作によって同様に処理され、最終的に、カウンタ19には
第４図（ｊ）に示す信号ｊが出力され、カウンタ20には
同図（ｋ）に示す信号ｋが出力される。そして、カウン
タ19によるカウント値は時間T13に比例した値となり、
カウンタ20によるカウント値は時間T23に比例した値と
なる。この場合、各カウンタ19および20がクロックをカ
ウントする時間T13およびT23は、T13＜T23となり、歯車
１と歯車２の絶対的な位置関係を表している。次に、減
算器21では、両カウンタ値による減算が行われ、信号変
換器22には、符号付きの減算結果が供給される。この場
合、上記演算結果の絶対値は、歯車１と歯車２との角度
φ₂、すなわち伝達トルクの大きさに比例する。また、
上記演算結果の符号は、上述した時間T13およびT23の関
係からマイナスとなり、これはトルクが負荷側からエネ
ルギが回生されていることを表している。したがって、
最終的に信号変換器22は、伝達トルクの大きさおよびそ
の方向を表すトルク信号を出力する。

以上、この実施例の特徴は、歯車１および歯車２を異
なる材質の材料で形成することによって、各歯車による
渦電流損失に差を設け、センサ３によって検出される信
号ａの振幅変化に差を付けたことにある。すなわち、ど
のパルスがどちらの歯車に属するものであるかを判別で
きるようにしたことにある。さらに、この実施例の特徴
は、センサ３の前を歯車１が通過し終えてから、次に歯
車２が通過し終えるまでの時間を常にカウンタ19によっ
てカウントし、センサ３の前を歯車２が通過し終えてか
ら、次に歯車１が通過し終えるまでの時間を常にカウン
タ20によってカウントすることにある。すなわち、歯車
１に対するパルスと歯車２に対するパルスとを分離し、
歯車１→歯車２の時間と、歯車２→歯車１の時間とを常
に同じカウンタで計測できるように回路を構成したた
め、伝達トルクの大きさを測定でき、かつ、トルクの伝
達方向を判別できるという利点が得られる。

次に、第２の実施例について説明する。この実施例で
は、歯車１−センサ３間のギャップの間隔と歯車２−セ
ンサ３間のギャップの間隔とに差を持たせたことを特徴
としている（図示略）。また、回路構成およびその動作
は、第１の実施例と同一のものとする。上述したよう
に、この実施例では、各歯車とセンサとのギャップに差
を設けることによって、歯車１および歯車２における渦
電流損失に差が生じ、第１の実施例のように異種材質の
歯車を使用した場合と同一の効果が得られる。すなわ
ち、センサ３によって検出される信号ａは、第２図
（ａ）に示すように、いずれか一方の歯車に対する振幅
変調度に差が生じる。したがって、この実施例では、上
述した第１の実施例と同様に、伝達トルクの大きさが得
られるとともに、トルクの伝達方向を判断できる利点が
得られる。

なお、上述した歯車１および歯車２の歯数は、２枚に
限らず、分解能を向上を図るため増やしてもよい。

「考案の効果」以上説明したように、この考案によれば、（１）負荷
軸側の第２の歯車を第１の歯車とは比電気抵抗の異なる
材質で形成するか、あるいは、（２）第２の歯車の比電
気抵抗を上記第１の歯車と同一にし、これら第１、第２
の歯車の歯高を異ならせるようにし、かつ、第１、第２
の各歯車の歯の通過を検出する検出手段と、該検出手段
の検出信号の大きさから第１、第２の歯車のいずれの歯
車が先行して回転しているか検出するとともに、上記検
出信号の出力間隔から第１、第２の歯車の角度差を検出
する角度検出手段を設けたため、伝達トルクの大きさを
測定できるとともに、トルクの伝達方向をも判別できる
という利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例において伝達トルクの無い場合の動作
を説明するためのタイミングチャート、第３図は同実施
例のおいて負荷側へのトルク伝達が生じる場合の動作を
説明するためのタイミングチャート、第４図は同実施例
のおいて負荷側からエネルギが回生される場合の動作を
説明するためのタイミングチャート、第５図は伝達トル
クが無い場合の歯車１と歯車２との位置関係を示す図、
第６図は負荷側へのトルク伝達が生じる場合の歯車１と
歯車２との位置関係を示す図、第７図は負荷側からエネ
ルギが回生される場合の歯車１と歯車２との位置関係を
示す図、第８図は従来のトルク検出装置の構成を示すブ
ロック図、第９図は同従来例において伝達トルクの無い
場合の動作を説明するためのタイミングチャート、第10
図は同従来例のおいて負荷側へのトルク伝達が生じる場
合の動作を説明するためのタイミングチャート、第11図
は同従来例において負荷側からエネルギが回生される場
合の動作を説明するためのタイミングチャートである。１……歯車（第１の歯車）、２……歯車（第２の歯
車）、３……センサ（検出手段）、４……検波回路、５
……基準電圧回路、6,7……コンパレータ回路、8,12,13
……ワンショットタイマ、9,14,15……フリップフロッ
プ、10,11……NAND回路、16,17……AND回路、18……発
振器、19,20……カウンタ（角度検出手段）、21……減
算器、22……信号変換器。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】負荷軸へ回転力を伝達する駆動軸に設けら
れた第１の歯車と、前記第１の歯車と同一の歯数を有して前記負荷軸に取り
付けられ、前記第１の歯車とは比電気抵抗が異なる材質
で形成された第２の歯車と、前記第１、第２の各歯車の歯に臨んで設けられ、前記各
歯の通過に基づく各渦電流損失を検出する検出手段と、該検出手段の検出信号における振幅変化の差により、前
記第１、第２の歯車のうち、いずれの歯車が先行して回
転しているかを検出するとともに、前記検出信号の出力
間隔から前記第１、第２の歯車の角度差を検出する角度
検出手段とを具備することを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】負荷軸へ回転力を伝達する駆動軸に設けら
れた第１の歯車と、前記第１の歯車と同一の歯数を有して前記負荷軸に取り
付けられ、前記第１の歯車とは歯高が異なり、かつ、比
電気抵抗が同一の材質で形成された第２の歯車と、前記第１、第２の各歯車の歯に臨んで設けられ、前記各
歯の通過に基づく渦電流損失を検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号における振幅変化の差によ
り、前記第１、第２の歯車のうち、いずれの歯車が先行
して回転しているかを検出すると共に、前記検出信号の
出力間隔から前記第１、第２の歯車の角度差を検出する
角度検出手段とを具備することを特徴とするトルク検出装置。