JP3033451B2 - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
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- JP3033451B2 JP3033451B2 JP6274100A JP27410094A JP3033451B2 JP 3033451 B2 JP3033451 B2 JP 3033451B2 JP 6274100 A JP6274100 A JP 6274100A JP 27410094 A JP27410094 A JP 27410094A JP 3033451 B2 JP3033451 B2 JP 3033451B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、腕状部材の撓みを利用
して回転トルクを電気的に検出するトルク検出装置に関
する。
して回転トルクを電気的に検出するトルク検出装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図５に、従来のトルク検出装置の一例の
構成図を示す。図５（Ａ）に示すトルク検出装置１１
は、一様な直径の円筒状の腕状部材１２の両端に嵌合部
１３と握り部１４とを配設されてなる。嵌合部１３は略
円形で、例えばねじ等の被嵌合部材（図示せず）と嵌合
する嵌合部１３をその中心に形成されている。握り部１
４は断面形状が一様な太さの円形で、その表面には滑り
止めの浅い細溝が格子状に切られている。
構成図を示す。図５（Ａ）に示すトルク検出装置１１
は、一様な直径の円筒状の腕状部材１２の両端に嵌合部
１３と握り部１４とを配設されてなる。嵌合部１３は略
円形で、例えばねじ等の被嵌合部材（図示せず）と嵌合
する嵌合部１３をその中心に形成されている。握り部１
４は断面形状が一様な太さの円形で、その表面には滑り
止めの浅い細溝が格子状に切られている。
【０００３】嵌合部１３の中心位置Ｃ点から距離ｄ1 だ
け離間した腕状部材１２の図中上面には、図５（Ｂ）に
示すように歪みゲージＧ1 及びＧ2 が腕状部材１２の周
方向に隣接して配設されている。また同じ位置の図中下
面には、歪みゲージＧ3 及びＧ4 が腕状部材１２の周方
向に隣接して配設されている。すなわち、歪みゲージＧ
1 及びＧ2 と歪みゲージＧ3 及びＧ4 はほぼ１８０°対
向して配設されている。
け離間した腕状部材１２の図中上面には、図５（Ｂ）に
示すように歪みゲージＧ1 及びＧ2 が腕状部材１２の周
方向に隣接して配設されている。また同じ位置の図中下
面には、歪みゲージＧ3 及びＧ4 が腕状部材１２の周方
向に隣接して配設されている。すなわち、歪みゲージＧ
1 及びＧ2 と歪みゲージＧ3 及びＧ4 はほぼ１８０°対
向して配設されている。
【０００４】回転トルク測定時に、測定者が握り部１４
のＣ点から距離ｄ0 だけ離間した位置に外力Ｆを図中下
方に作用させると、腕状部材１２は僅かに山なりに撓み
変形する。したがって、歪みゲージＧ1 及びＧ2 は伸長
し、歪みゲージＧ3 及びＧ4は圧縮される。歪みゲージ
は、例えば通常３５０Ω或いは１０００Ωの一定の抵抗
値を示すが、伸長すると抵抗値が増大し、圧縮されると
抵抗値が減少する性質を示す。回転トルク測定時の腕状
部材１２の撓み変形による各歪みゲージＧ1 及びＧ2 及
びＧ 3 及びＧ4 の抵抗値の変化に基づいてＣ点から距離
ｄ1 だけ離間した位置（各歪みゲージが設けられた位
置）における力のモーメントｍ1 を求めることができ
る。
のＣ点から距離ｄ0 だけ離間した位置に外力Ｆを図中下
方に作用させると、腕状部材１２は僅かに山なりに撓み
変形する。したがって、歪みゲージＧ1 及びＧ2 は伸長
し、歪みゲージＧ3 及びＧ4は圧縮される。歪みゲージ
は、例えば通常３５０Ω或いは１０００Ωの一定の抵抗
値を示すが、伸長すると抵抗値が増大し、圧縮されると
抵抗値が減少する性質を示す。回転トルク測定時の腕状
部材１２の撓み変形による各歪みゲージＧ1 及びＧ2 及
びＧ 3 及びＧ4 の抵抗値の変化に基づいてＣ点から距離
ｄ1 だけ離間した位置（各歪みゲージが設けられた位
置）における力のモーメントｍ1 を求めることができ
る。
【０００５】また、被嵌合部材に作用するトルクＴは、
次式 Ｔ＝｛ｄ0 ／（ｄ0 −ｄ1 ）｝ｍ1 …（１） から求められる。ところが、トルクＴは（１）式の如く
ｄ0 の関数となるため、測定者が握り部１４のどの部分
に外力Ｆを作用させるかでｄ0 の値が異なるため、トル
クＴの測定値に誤差を生ずる問題があった。
次式 Ｔ＝｛ｄ0 ／（ｄ0 −ｄ1 ）｝ｍ1 …（１） から求められる。ところが、トルクＴは（１）式の如く
ｄ0 の関数となるため、測定者が握り部１４のどの部分
に外力Ｆを作用させるかでｄ0 の値が異なるため、トル
クＴの測定値に誤差を生ずる問題があった。
【０００６】そこで、図６に、従来の他のトルク検出装
置の構成図を示す。図６中、図５と同一構成部分には同
一符号を付してある。図６（Ａ），（Ｂ）において、嵌
合部１３の中心位置Ｃ点から距離ｄ1 だけ離間した腕状
部材１２の図中上面には、歪みゲージＧ1 及びＧ2 が腕
状部材１２の周方向に隣接して配設されている。また同
じ位置の図中下面には、歪みゲージＧ 3 及びＧ4 が腕状
部残材１２の周方向に隣接して配設されている。すなわ
ち、図５と同様に歪みゲージＧ1 及びＧ2 と歪みゲージ
Ｇ3 及びＧ4 はほぼ１８０°対向して配設されている。
置の構成図を示す。図６中、図５と同一構成部分には同
一符号を付してある。図６（Ａ），（Ｂ）において、嵌
合部１３の中心位置Ｃ点から距離ｄ1 だけ離間した腕状
部材１２の図中上面には、歪みゲージＧ1 及びＧ2 が腕
状部材１２の周方向に隣接して配設されている。また同
じ位置の図中下面には、歪みゲージＧ 3 及びＧ4 が腕状
部残材１２の周方向に隣接して配設されている。すなわ
ち、図５と同様に歪みゲージＧ1 及びＧ2 と歪みゲージ
Ｇ3 及びＧ4 はほぼ１８０°対向して配設されている。
【０００７】また、嵌合部１３の中心位置Ｃ点から距離
ｄ2 だけ離間した腕状部材１２の図中上面には、歪みゲ
ージＧ5 及びＧ6 が腕状部材１２の周方向に隣接して配
設されている。また同じ位置の図中下面には、歪みゲー
ジＧ7 及びＧ8 が腕状部材１２の周方向に隣接して配設
されている。すなわち、歪みゲージＧ5 及びＧ6 と歪み
ゲージＧ7 及びＧ8 はほぼ１８０°対向して配設されて
いる。
ｄ2 だけ離間した腕状部材１２の図中上面には、歪みゲ
ージＧ5 及びＧ6 が腕状部材１２の周方向に隣接して配
設されている。また同じ位置の図中下面には、歪みゲー
ジＧ7 及びＧ8 が腕状部材１２の周方向に隣接して配設
されている。すなわち、歪みゲージＧ5 及びＧ6 と歪み
ゲージＧ7 及びＧ8 はほぼ１８０°対向して配設されて
いる。
【０００８】回転トルク測定時に、測定者が握り部１４
に対し外力Ｆを図中下方に作用させると、腕状部材１２
は僅かに山なりに撓み変形する。したがって、歪みゲー
ジＧ 1 及びＧ2 及びＧ5 及びＧ6 は伸長し、歪みゲージ
Ｇ3 及びＧ4 及びＧ7 及びＧ 8 は圧縮される。このと
き、回転トルク測定時の腕状部材５１の撓み変形による
各歪みゲージＧ 1 及びＧ2 及びＧ3 及びＧ4 の抵抗値の
変化に基づいてＣ点から距離ｄ1 だけ離間した位置にお
ける力のモーメントｍ1 と、各歪みゲージＧ5 及びＧ6
及びＧ7及びＧ8 の抵抗値の変化に基づいてＣ点から距
離ｄ2 だけ離間した位置における力のモーメントｍ2 を
求めることができる。
に対し外力Ｆを図中下方に作用させると、腕状部材１２
は僅かに山なりに撓み変形する。したがって、歪みゲー
ジＧ 1 及びＧ2 及びＧ5 及びＧ6 は伸長し、歪みゲージ
Ｇ3 及びＧ4 及びＧ7 及びＧ 8 は圧縮される。このと
き、回転トルク測定時の腕状部材５１の撓み変形による
各歪みゲージＧ 1 及びＧ2 及びＧ3 及びＧ4 の抵抗値の
変化に基づいてＣ点から距離ｄ1 だけ離間した位置にお
ける力のモーメントｍ1 と、各歪みゲージＧ5 及びＧ6
及びＧ7及びＧ8 の抵抗値の変化に基づいてＣ点から距
離ｄ2 だけ離間した位置における力のモーメントｍ2 を
求めることができる。
【０００９】従って、被嵌合部材に作用するトルクＴ
は、 Ｔ＝（ｄ2 ｍ1 −ｄ1 ｍ2 ）／（ｄ2 −ｄ1 ） …（２） から求められる。ここで、図７に、図６のトルク検出装
置の回路図を示す。図７において、ブリッジ回路２１は
直流電圧源Ｅ1 と歪みゲージＧ1 及びＧ2 及びＧ3 及び
Ｇ4 と差動増幅器２２とで図示の如く構成される。ま
た、ブリッジ回路２３は直流電圧源Ｅ2 と歪みゲージＧ
5 及びＧ6 及びＧ7 及びＧ8 と差動増幅器２４とで図示
の如く構成される。
は、 Ｔ＝（ｄ2 ｍ1 −ｄ1 ｍ2 ）／（ｄ2 −ｄ1 ） …（２） から求められる。ここで、図７に、図６のトルク検出装
置の回路図を示す。図７において、ブリッジ回路２１は
直流電圧源Ｅ1 と歪みゲージＧ1 及びＧ2 及びＧ3 及び
Ｇ4 と差動増幅器２２とで図示の如く構成される。ま
た、ブリッジ回路２３は直流電圧源Ｅ2 と歪みゲージＧ
5 及びＧ6 及びＧ7 及びＧ8 と差動増幅器２４とで図示
の如く構成される。
【００１０】ブリッジ回路２１，２３によって力のモー
メントｍ1 及びｍ2 が求められ、この値をそれぞれＡ／
Ｄコンバータ２５，２６によってディジタル値に変換し
ＣＰＵ２７に入力する。ＣＰＵ２７では、予め既知のｄ
1 及びｄ2 の値とＡ／Ｄ変換されたｍ1 及びｍ2 の値に
基づいて（２）式の演算を行い、演算結果を液晶パネル
等の表示部２８に表示させる。
メントｍ1 及びｍ2 が求められ、この値をそれぞれＡ／
Ｄコンバータ２５，２６によってディジタル値に変換し
ＣＰＵ２７に入力する。ＣＰＵ２７では、予め既知のｄ
1 及びｄ2 の値とＡ／Ｄ変換されたｍ1 及びｍ2 の値に
基づいて（２）式の演算を行い、演算結果を液晶パネル
等の表示部２８に表示させる。
【００１１】（２）式から明らかなように図６及び図７
の構成のトルク検出装置によれば、測定者が握り部１４
のどの位置に力を作用させるかに関係なくトルクＴを求
めることができ、常に正確なトルク検出を行うことがで
きる。
の構成のトルク検出装置によれば、測定者が握り部１４
のどの位置に力を作用させるかに関係なくトルクＴを求
めることができ、常に正確なトルク検出を行うことがで
きる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のトルク検出装置１１では、差動増幅器２２，２４とＡ
／Ｄコンバータ２５，２６が２個ずつ必要になるため、
コストが高くなる問題がある。そこで本発明は上記の点
に鑑みてなされたものであって、低コストで正確なトル
ク検出を行うことのできるトルク検出装置を提供するこ
とを目的とする。
のトルク検出装置１１では、差動増幅器２２，２４とＡ
／Ｄコンバータ２５，２６が２個ずつ必要になるため、
コストが高くなる問題がある。そこで本発明は上記の点
に鑑みてなされたものであって、低コストで正確なトル
ク検出を行うことのできるトルク検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１では、弾性変形
自在の腕部の一方端に力が加えられる力点部が設けられ
ると共に、他方端に力が作用する作用部が設けられる検
出ベース部材と、該腕部の該作用部中心から第１の所定
距離（ｄ 1 ）離間した第１の位置部における該腕部の変
形時に伸長する部位と圧縮する部位とにそれぞれ設けら
れ、伸長、圧縮を電気抵抗で検出する第１及び第２の歪
検出手段と、該腕部の該作用部中心から、該第１の所定
距離よりも大きい第２の所定距離（ｄ 2 ）離間した第２
の位置部における該腕部の変形時に伸長する部位と圧縮
する部位とにそれぞれ設けられ、伸長、圧縮を電気抵抗
で検出する第３及び第４の歪検出手段と、該第１，第
２，第３及び第４の歪検出手段からの抵抗値の変化量で
前記検出ベース部材の作用部に作用する力を検出するト
ルク検出手段であって、前記第１及び第２の歪検出手段
の感度を、前記第３及び第４の歪検出手段の感度のＫ
（Ｋ＝ｄ 2 ／ｄ 1 ）倍とし、前記第１，第２，第３及び
第４の歪検出手段により単一のブリッジ回路を構成す
る。
自在の腕部の一方端に力が加えられる力点部が設けられ
ると共に、他方端に力が作用する作用部が設けられる検
出ベース部材と、該腕部の該作用部中心から第１の所定
距離（ｄ 1 ）離間した第１の位置部における該腕部の変
形時に伸長する部位と圧縮する部位とにそれぞれ設けら
れ、伸長、圧縮を電気抵抗で検出する第１及び第２の歪
検出手段と、該腕部の該作用部中心から、該第１の所定
距離よりも大きい第２の所定距離（ｄ 2 ）離間した第２
の位置部における該腕部の変形時に伸長する部位と圧縮
する部位とにそれぞれ設けられ、伸長、圧縮を電気抵抗
で検出する第３及び第４の歪検出手段と、該第１，第
２，第３及び第４の歪検出手段からの抵抗値の変化量で
前記検出ベース部材の作用部に作用する力を検出するト
ルク検出手段であって、前記第１及び第２の歪検出手段
の感度を、前記第３及び第４の歪検出手段の感度のＫ
（Ｋ＝ｄ 2 ／ｄ 1 ）倍とし、前記第１，第２，第３及び
第４の歪検出手段により単一のブリッジ回路を構成す
る。
【００１４】請求項２では、請求項１記載の第１乃至第
４の歪検出手段のそれぞれが単数又は複数の歪ゲージで
構成される。請求項３では、請求項１又は２記載のトル
ク検出手段は、前記第〜第４の歪検出手段のうち少くと
も何れかの歪検出手段の感度を調整する調整手段を備え
る。
４の歪検出手段のそれぞれが単数又は複数の歪ゲージで
構成される。請求項３では、請求項１又は２記載のトル
ク検出手段は、前記第〜第４の歪検出手段のうち少くと
も何れかの歪検出手段の感度を調整する調整手段を備え
る。
【００１５】
【作用】上述のように請求項１又は２の発明では、検出
ベース部材の第１の位置部に適宜単数又は複数の歪ゲー
ジでそれぞれ構成される第１及び第２の歪検出手段が設
けられると共に、第２の位置部に同様の第３及び第４の
歪み検出手段が設けられ、単一のトルク検出手段で各歪
検出手段の抵抗値の変化量から作用部に作用する力を検
出する。これにより、各抵抗値の変化増減で一つの演算
を完了することとなり、一つのチャンネルで正確なトル
ク検出が可能となって低コストを図ることが可能とな
る。
ベース部材の第１の位置部に適宜単数又は複数の歪ゲー
ジでそれぞれ構成される第１及び第２の歪検出手段が設
けられると共に、第２の位置部に同様の第３及び第４の
歪み検出手段が設けられ、単一のトルク検出手段で各歪
検出手段の抵抗値の変化量から作用部に作用する力を検
出する。これにより、各抵抗値の変化増減で一つの演算
を完了することとなり、一つのチャンネルで正確なトル
ク検出が可能となって低コストを図ることが可能とな
る。
【００１６】請求項３の発明では、トルク検出手段が調
整手段を備える。これにより、各歪検出手段の感度調整
が容易に行われ、正確なトルク検出を行うことが可能と
なる。
整手段を備える。これにより、各歪検出手段の感度調整
が容易に行われ、正確なトルク検出を行うことが可能と
なる。
【００１７】
【実施例】図１に、本発明の第１実施例の構成図を示
す。図１（Ａ）はトルク検出装置３１の計測部分を示し
た平面説明図、図１（Ｂ）はトルク算出のトルク検出回
路図である。図１（Ａ）において、弾性変形自在であ
り、一様な直径の円筒状の腕部である腕状部材３２の一
方端に力が加えられる力点部である握り部３３が一体に
形成されると共に、他方端に力が作用する作用部である
嵌合部３４が一体に形成されて検出ベース部材３５が構
成される。嵌合部３４は、前述と同様に例えばねじ等の
被嵌合部材と嵌合される形状で形成される。
す。図１（Ａ）はトルク検出装置３１の計測部分を示し
た平面説明図、図１（Ｂ）はトルク算出のトルク検出回
路図である。図１（Ａ）において、弾性変形自在であ
り、一様な直径の円筒状の腕部である腕状部材３２の一
方端に力が加えられる力点部である握り部３３が一体に
形成されると共に、他方端に力が作用する作用部である
嵌合部３４が一体に形成されて検出ベース部材３５が構
成される。嵌合部３４は、前述と同様に例えばねじ等の
被嵌合部材と嵌合される形状で形成される。
【００１８】そこで、嵌合部３４の中心位置Ｃより距離
ｄ1 における腕状部材３２の第１の位置部に第１の歪検
出手段である歪ゲージＧ1 と第２の歪検出手段である歪
ゲージＧ2 が取り付けられる。すなわち、歪ゲージ
Ｇ1 ，Ｇ2 は腕状部材３２の変形時に伸長する部位と圧
縮する部位とにそれぞれ対応して設けられる。また、嵌
合部３４の中心位置Ｃより距離ｄ2 における腕状部材３
２の第２の位置部に第３の検出手段である歪ゲージＧ3
と第４の歪検出手段である歪ゲージＧ 4 が取り付けられ
る。この歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 においても腕状部材３２の
変形時に伸長する部位と圧縮する部位とにそれぞれ対応
して設けられる。この場合、Ｃ点より距離ｄ1 の第１の
部位と距離ｄ2 の第２の部位とは、整数倍の関係で設定
し、例えば２ｄ1 ＝ｄ2 とする。
ｄ1 における腕状部材３２の第１の位置部に第１の歪検
出手段である歪ゲージＧ1 と第２の歪検出手段である歪
ゲージＧ2 が取り付けられる。すなわち、歪ゲージ
Ｇ1 ，Ｇ2 は腕状部材３２の変形時に伸長する部位と圧
縮する部位とにそれぞれ対応して設けられる。また、嵌
合部３４の中心位置Ｃより距離ｄ2 における腕状部材３
２の第２の位置部に第３の検出手段である歪ゲージＧ3
と第４の歪検出手段である歪ゲージＧ 4 が取り付けられ
る。この歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 においても腕状部材３２の
変形時に伸長する部位と圧縮する部位とにそれぞれ対応
して設けられる。この場合、Ｃ点より距離ｄ1 の第１の
部位と距離ｄ2 の第２の部位とは、整数倍の関係で設定
し、例えば２ｄ1 ＝ｄ2 とする。
【００１９】また、上述の歪ゲージＧ1 〜Ｇ4 は、伸長
又は圧縮状態でその電気抵抗値が変化するストレインゲ
ージが採用され、例えば金属抵抗型の歪ゲージ、半導体
抵抗型の歪ゲージがあり、上記の位置に貼り着けること
により設けることができる。この場合の電気抵抗の変化
は、歪ゲージが伸長することで抵抗値が増大し、圧縮す
ることで抵抗値が減少する。
又は圧縮状態でその電気抵抗値が変化するストレインゲ
ージが採用され、例えば金属抵抗型の歪ゲージ、半導体
抵抗型の歪ゲージがあり、上記の位置に貼り着けること
により設けることができる。この場合の電気抵抗の変化
は、歪ゲージが伸長することで抵抗値が増大し、圧縮す
ることで抵抗値が減少する。
【００２０】続いて、図１（Ｂ）に示すトルク検出手段
であるトルク検出回路４１は、上述の歪ゲージＧ1 〜Ｇ
4 でブリッジ回路４２が形成される。この場合、歪ゲー
ジ（以下抵抗で表わす）Ｇ3 の辺に調整手段である調整
抵抗Ｒｄ2 が直列接続されると共に、抵抗Ｇ4 の辺にも
調整抵抗Ｒｄ1 が直列接続される。なお、調整抵抗Ｒｄ
1 ，Ｒｄ2 は腕状部材３２の撓みでは抵抗変化しないも
のである。
であるトルク検出回路４１は、上述の歪ゲージＧ1 〜Ｇ
4 でブリッジ回路４２が形成される。この場合、歪ゲー
ジ（以下抵抗で表わす）Ｇ3 の辺に調整手段である調整
抵抗Ｒｄ2 が直列接続されると共に、抵抗Ｇ4 の辺にも
調整抵抗Ｒｄ1 が直列接続される。なお、調整抵抗Ｒｄ
1 ，Ｒｄ2 は腕状部材３２の撓みでは抵抗変化しないも
のである。
【００２１】そして、抵抗Ｇ1 の辺及び抵抗Ｇ3 の辺の
接続点と、抵抗Ｇ2 の辺及び抵抗Ｇ 4 の辺の接続点との
間に直流電圧Ｅ0 が印加される。また、抵抗Ｇ1 の辺及
び低項Ｇ2 の辺の接続点（Ａ点）と、抵抗Ｇ3 の辺及び
抵抗Ｇ4 の辺の接続点（Ｂ点）からの出力信号が差動ア
ンプ４３に入力され、差動アンプ４３の出力信号はＡＤ
Ｃ（アナログ・デジタルコンバータ）４４でデジタル信
号に変換されて液晶パネル等の表示部４５にトルク検出
結果が表示される。
接続点と、抵抗Ｇ2 の辺及び抵抗Ｇ 4 の辺の接続点との
間に直流電圧Ｅ0 が印加される。また、抵抗Ｇ1 の辺及
び低項Ｇ2 の辺の接続点（Ａ点）と、抵抗Ｇ3 の辺及び
抵抗Ｇ4 の辺の接続点（Ｂ点）からの出力信号が差動ア
ンプ４３に入力され、差動アンプ４３の出力信号はＡＤ
Ｃ（アナログ・デジタルコンバータ）４４でデジタル信
号に変換されて液晶パネル等の表示部４５にトルク検出
結果が表示される。
【００２２】このブリッジ回路４２は、Ｇ1 ・Ｇ4 ・Ｒ
ｄ2 ＝Ｇ2 ・Ｇ3 ・Ｒｄ1 のときに平衡状態であり、初
期設定時に調整抵抗Ｒｄ1 ，Ｒｄ2 を調整することで歪
ゲージＧ3 ，Ｇ4 の感度が調整されて平衡状態とするも
のである。これにより、感度調整が可能となって正確な
トルク検出を行うことができるものである。このような
トルク検出装置３１のトルク検出においては、ｄ2 ／ｄ
1 ＝ｋ（ｋ＞１）とすると、トルクＴは Ｔ＝（ｋｄ1 ｍ1 −ｄ1 ｍ2 ）／（ｋｄ1 −ｄ1 ）＝ （ｋｍ1 −ｍ2 ）／（ｋ−１）…（３） となり、（ｋ−１）Ｔ＝ｋｍ1 −ｍ2 となることから、
第１の位置部の歪ゲージＧ1 ，Ｇ2 の感度を第２の位置
部の歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 の感度をｋ倍しなければならな
い。調整抵抗Ｒｄ1 ，Ｒｄ2 を有するときは（Ｇ3 ＋Ｒ
ｄ2 ）の抵抗がＧ 3 のｋ倍、及び（Ｇ4 ＋Ｒｄ1 ）の抵
抗がＧ4 のｋ倍になるように調整抵抗Ｒｄ 1 ，Ｒｄ2 の
抵抗値が設定される。
ｄ2 ＝Ｇ2 ・Ｇ3 ・Ｒｄ1 のときに平衡状態であり、初
期設定時に調整抵抗Ｒｄ1 ，Ｒｄ2 を調整することで歪
ゲージＧ3 ，Ｇ4 の感度が調整されて平衡状態とするも
のである。これにより、感度調整が可能となって正確な
トルク検出を行うことができるものである。このような
トルク検出装置３１のトルク検出においては、ｄ2 ／ｄ
1 ＝ｋ（ｋ＞１）とすると、トルクＴは Ｔ＝（ｋｄ1 ｍ1 −ｄ1 ｍ2 ）／（ｋｄ1 −ｄ1 ）＝ （ｋｍ1 −ｍ2 ）／（ｋ−１）…（３） となり、（ｋ−１）Ｔ＝ｋｍ1 −ｍ2 となることから、
第１の位置部の歪ゲージＧ1 ，Ｇ2 の感度を第２の位置
部の歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 の感度をｋ倍しなければならな
い。調整抵抗Ｒｄ1 ，Ｒｄ2 を有するときは（Ｇ3 ＋Ｒ
ｄ2 ）の抵抗がＧ 3 のｋ倍、及び（Ｇ4 ＋Ｒｄ1 ）の抵
抗がＧ4 のｋ倍になるように調整抵抗Ｒｄ 1 ，Ｒｄ2 の
抵抗値が設定される。
【００２３】従って、図１（Ａ）において２ｄ1 ＝ｄ2
とした場合に、歪ゲージＧ1 ，Ｇ2のモーメントを
ｍ1 、歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 のモーメントをｍ2 とする
と、回転中心のトルクＴは、 Ｔ＝（２ｄｍ1 −ｄ1 ｍ2 ）／（２ｄ1 −ｄ1 ）＝２ｍ1 −ｍ2 …（４） で表わされることになる。すなわち、トルクＴは、歪ゲ
ージＧ1 ，Ｇ2 部分のモーメントを２倍したものから、
歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 部分のモーメントを減算することに
より算出される。
とした場合に、歪ゲージＧ1 ，Ｇ2のモーメントを
ｍ1 、歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 のモーメントをｍ2 とする
と、回転中心のトルクＴは、 Ｔ＝（２ｄｍ1 −ｄ1 ｍ2 ）／（２ｄ1 −ｄ1 ）＝２ｍ1 −ｍ2 …（４） で表わされることになる。すなわち、トルクＴは、歪ゲ
ージＧ1 ，Ｇ2 部分のモーメントを２倍したものから、
歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 部分のモーメントを減算することに
より算出される。
【００２４】そこで、図１（Ｂ）に示すブリッジ回路４
２を、第１の位置部の伸長する歪ゲージＧ1 と第２の位
置部の圧縮する歪ゲージＧ4 を対向辺とし、第１の位置
部の圧縮する歪ゲージＧ2 と第２の位置部の伸長する歪
ゲージＧ3 を対向辺として構成することで、当該ブリッ
ジ回路４２内で演算が完了することになる。この演算結
果が差動アンプ４３によって取り出され、ＡＤＣ４４を
介して表示部４５に表示されるものである。
２を、第１の位置部の伸長する歪ゲージＧ1 と第２の位
置部の圧縮する歪ゲージＧ4 を対向辺とし、第１の位置
部の圧縮する歪ゲージＧ2 と第２の位置部の伸長する歪
ゲージＧ3 を対向辺として構成することで、当該ブリッ
ジ回路４２内で演算が完了することになる。この演算結
果が差動アンプ４３によって取り出され、ＡＤＣ４４を
介して表示部４５に表示されるものである。
【００２５】そこで、トルク検出を具体的に説明する。
前段階として差動アンプ４３のゲイン調整と調整抵抗Ｒ
ｄ1 ，Ｒｄ2 の抵抗調整が行われる。まず、差動アンプ
４３のゲイン調整は、歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 の位置（第２
の位置部）に、例えば、既知の重さの重りを用いて力Ｆ
1 を加えると、歪ゲージＧ3，Ｇ4 では歪を生ぜず抵抗
変化は生じない。このとき、回転中心に発生するトルク
Ｔ1 は、Ｔ1 ＝Ｆ1 ×ｄ2 となるが、力Ｆ1 及び距離ｄ
2 は既知であることからトルクＴ1 が求められる。従っ
て、表示部４５がトルクＴ1 を表示するように差動アン
プ４３のゲイン調整を行う。
前段階として差動アンプ４３のゲイン調整と調整抵抗Ｒ
ｄ1 ，Ｒｄ2 の抵抗調整が行われる。まず、差動アンプ
４３のゲイン調整は、歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 の位置（第２
の位置部）に、例えば、既知の重さの重りを用いて力Ｆ
1 を加えると、歪ゲージＧ3，Ｇ4 では歪を生ぜず抵抗
変化は生じない。このとき、回転中心に発生するトルク
Ｔ1 は、Ｔ1 ＝Ｆ1 ×ｄ2 となるが、力Ｆ1 及び距離ｄ
2 は既知であることからトルクＴ1 が求められる。従っ
て、表示部４５がトルクＴ1 を表示するように差動アン
プ４３のゲイン調整を行う。
【００２６】また、調整抵抗Ｒｄ1 ，Ｒｄ2 の抵抗調整
は、嵌合部３４の中心より距離ｄ0（ｄ0 ＞ｄ2 ＞
ｄ1 ）の部分に力Ｆ2 を上述と同様に加える。このと
き、発生するトルクＴ2 は、Ｔ2 ＝Ｆ2 ×ｄ0 で表わさ
れ、力Ｆ2 と距離ｄ0 は既知であることから、トルクＴ
2 が求められる。従って、差動アンプ４３はゲイン調整
が行われていることから、表示部４５がトルクＴ2 を表
示するような抵抗値（一般にはＲｄ1 ＝Ｒｄ2 ）を設定
して調整する。
は、嵌合部３４の中心より距離ｄ0（ｄ0 ＞ｄ2 ＞
ｄ1 ）の部分に力Ｆ2 を上述と同様に加える。このと
き、発生するトルクＴ2 は、Ｔ2 ＝Ｆ2 ×ｄ0 で表わさ
れ、力Ｆ2 と距離ｄ0 は既知であることから、トルクＴ
2 が求められる。従って、差動アンプ４３はゲイン調整
が行われていることから、表示部４５がトルクＴ2 を表
示するような抵抗値（一般にはＲｄ1 ＝Ｒｄ2 ）を設定
して調整する。
【００２７】そこで、図１（Ａ），（Ｂ）において、ｄ
1 ＝１００ｍｍ、ｄ2 ＝２００ｍｍ、ｄ0 ＝５００ｍ
ｍ、加える力Ｆ＝２ｋｇとし、歪ゲージＧ1 ，Ｇ2 の抵
抗をＧ 1 ＝Ｇ2 ＝１０００Ω、歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 の抵
抗をＧ3 ＝Ｇ4 ＝５００Ωとする。また、差動アンプ４
３のゲインを１００倍、調整抵抗Ｒｄ1 ，Ｒｄ2 をＲｄ
1 ＝Ｒｄ2 ＝５００Ωに調整設定されたものとする。さ
らに、印加電圧Ｅ0 は、Ｅ0 ＝２．０Ｖとする。
1 ＝１００ｍｍ、ｄ2 ＝２００ｍｍ、ｄ0 ＝５００ｍ
ｍ、加える力Ｆ＝２ｋｇとし、歪ゲージＧ1 ，Ｇ2 の抵
抗をＧ 1 ＝Ｇ2 ＝１０００Ω、歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 の抵
抗をＧ3 ＝Ｇ4 ＝５００Ωとする。また、差動アンプ４
３のゲインを１００倍、調整抵抗Ｒｄ1 ，Ｒｄ2 をＲｄ
1 ＝Ｒｄ2 ＝５００Ωに調整設定されたものとする。さ
らに、印加電圧Ｅ0 は、Ｅ0 ＝２．０Ｖとする。
【００２８】さらに、腕状部材３２をＤ＝φ１０ｍｍの
鋼（ヤング率Ｅ＝２．１×１０4 ｋｇ／ｍｍ2 ）とする
と、その断面係数Ｚは、Ｚ＝πＤ3 ／３２≒（３．１４
×１０3 ／３２）≒９８となる。いま、第１の位置部
（歪ゲージＧ1 ，Ｇ2 ）における応力δ1 はδ1 ＝Ｍ
（モーメント）／Ｚ＝２×（５００−１００）／９８≒
８ｋｇ／ｍｍ2 となり、このときの歪ε1 は、ε1 ＝δ
1 ／Ｅ＝８１（２．１×１０4 ）≒４×１０-4となる。
鋼（ヤング率Ｅ＝２．１×１０4 ｋｇ／ｍｍ2 ）とする
と、その断面係数Ｚは、Ｚ＝πＤ3 ／３２≒（３．１４
×１０3 ／３２）≒９８となる。いま、第１の位置部
（歪ゲージＧ1 ，Ｇ2 ）における応力δ1 はδ1 ＝Ｍ
（モーメント）／Ｚ＝２×（５００−１００）／９８≒
８ｋｇ／ｍｍ2 となり、このときの歪ε1 は、ε1 ＝δ
1 ／Ｅ＝８１（２．１×１０4 ）≒４×１０-4となる。
【００２９】歪ゲージＧ1 ，Ｇ2 が１％歪むと、抵抗変
化が２％（歪ゲージＧ1 ，Ｇ2 の断面積が小で長さが長
い場合）であることから、歪ゲージＧ1 ，Ｇ2 の抵抗変
化はε1 ×２＝８×１０-4となる。従って、歪ゲージＧ
1 は、Ｇ1 ＝１０００×（１＋８×１０-4）＝１００
０．８Ω（伸び）となる。また、歪ゲージＧ2 は、Ｇ2
＝１０００×（１−８×１０ -4）＝９９９．２Ω（縮
み）となる。
化が２％（歪ゲージＧ1 ，Ｇ2 の断面積が小で長さが長
い場合）であることから、歪ゲージＧ1 ，Ｇ2 の抵抗変
化はε1 ×２＝８×１０-4となる。従って、歪ゲージＧ
1 は、Ｇ1 ＝１０００×（１＋８×１０-4）＝１００
０．８Ω（伸び）となる。また、歪ゲージＧ2 は、Ｇ2
＝１０００×（１−８×１０ -4）＝９９９．２Ω（縮
み）となる。
【００３０】また、第２の位置部の歪ゲージＧ3 ，Ｇ4
（Ｇ3 ＝Ｇ4 ＝５００Ω、Ｒｄ1 ＝Ｒｄ2 ＝５００Ω）
において、応力δ2 は、δ2 ＝Ｍ／Ｚ＝（５００−２０
０）×２／９８≒６ｋｇ／ｍｍ2 であり、歪ε2 は、ε
2 ＝δ2 ／Ｅ＝６／（２．１×１０-4）＝３×１０-4と
なる。よって、歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 の抵抗変化はε2 ×
２＝６×１０-4Ωとなる。
（Ｇ3 ＝Ｇ4 ＝５００Ω、Ｒｄ1 ＝Ｒｄ2 ＝５００Ω）
において、応力δ2 は、δ2 ＝Ｍ／Ｚ＝（５００−２０
０）×２／９８≒６ｋｇ／ｍｍ2 であり、歪ε2 は、ε
2 ＝δ2 ／Ｅ＝６／（２．１×１０-4）＝３×１０-4と
なる。よって、歪ゲージＧ3 ，Ｇ4 の抵抗変化はε2 ×
２＝６×１０-4Ωとなる。
【００３１】従って、歪ゲージＧ3 の辺の抵抗値は、 Ｇ3 ＝Ｒｄ2 ＝５００×（１＋６×１０-4）＋５００＝
１０００．３Ω となり、歪ゲージＧ4 の辺の抵抗値は、 Ｇ4 ＋Ｒｄ1 ＝５００×（１−６×１０-4）＋５００＝
９９９．７Ω となる。そこで、図１（Ｂ）のブリッジ回路４２に当て
はめると、Ａ点の電圧ＶA は、 ＶA ＝９９９．２×２／（１０００．８＋９９９．２）
＝０．９９９２[V] となり、Ｂ点の電圧ＶB は、 ＶB ＝９９９．７×２／（１０００．３＋９９９．７）
＝０．９９９７[V] となる。
１０００．３Ω となり、歪ゲージＧ4 の辺の抵抗値は、 Ｇ4 ＋Ｒｄ1 ＝５００×（１−６×１０-4）＋５００＝
９９９．７Ω となる。そこで、図１（Ｂ）のブリッジ回路４２に当て
はめると、Ａ点の電圧ＶA は、 ＶA ＝９９９．２×２／（１０００．８＋９９９．２）
＝０．９９９２[V] となり、Ｂ点の電圧ＶB は、 ＶB ＝９９９．７×２／（１０００．３＋９９９．７）
＝０．９９９７[V] となる。
【００３２】よって、差動アンプ４３（ゲイン１００
倍）からは、（０．９９７−０．９９２）×１００＝５
０（ｍＶ）出力される。ここで、従来の図７と比較して
考察すると、図７で歪ゲージＧ1 〜Ｇ8 の総てを１００
０Ωとして、印加電圧をＥ1 ＝Ｅ2 ＝２．０〔Ｖ〕とす
る。また、図１と同様に２ｄ1 ＝ｄ2 とし、歪ゲージＧ
1 〜Ｇ8 の変化率も同様とする。さらに、差動アンプ２
２，２４のゲインを２５倍に調整する。
倍）からは、（０．９９７−０．９９２）×１００＝５
０（ｍＶ）出力される。ここで、従来の図７と比較して
考察すると、図７で歪ゲージＧ1 〜Ｇ8 の総てを１００
０Ωとして、印加電圧をＥ1 ＝Ｅ2 ＝２．０〔Ｖ〕とす
る。また、図１と同様に２ｄ1 ＝ｄ2 とし、歪ゲージＧ
1 〜Ｇ8 の変化率も同様とする。さらに、差動アンプ２
２，２４のゲインを２５倍に調整する。
【００３３】従って、図７では、Ｇ1 ＝Ｇ2 ＝１００
０．８Ω、Ｇ3 ＝Ｇ4 ＝９９９．２Ω、Ｇ5 ＝Ｇ6 ＝１
０００．６Ω、Ｇ7 ＝Ｇ8 ＝９９９．４Ωとなる。そこ
で、ブリッジ回路２１における差動アンプ２２より（ゲ
イン２５倍）出力される電圧Ｖ1 は、 Ｖ1 ＝｛（１０００．８×２／２０００）−（９９９．
２×２／２０００）｝×２５＝４０（ｍＶ） となり、ブリッジ回路２３における差動アンプ２４（ゲ
イン２５倍）より出力される電圧Ｖ2 は、 Ｖ2 ＝｛（１０００．６×２／２０００）−（９９９．
４×２／２０００）｝×２５＝３０（ｍＶ） となる。
０．８Ω、Ｇ3 ＝Ｇ4 ＝９９９．２Ω、Ｇ5 ＝Ｇ6 ＝１
０００．６Ω、Ｇ7 ＝Ｇ8 ＝９９９．４Ωとなる。そこ
で、ブリッジ回路２１における差動アンプ２２より（ゲ
イン２５倍）出力される電圧Ｖ1 は、 Ｖ1 ＝｛（１０００．８×２／２０００）−（９９９．
２×２／２０００）｝×２５＝４０（ｍＶ） となり、ブリッジ回路２３における差動アンプ２４（ゲ
イン２５倍）より出力される電圧Ｖ2 は、 Ｖ2 ＝｛（１０００．６×２／２０００）−（９９９．
４×２／２０００）｝×２５＝３０（ｍＶ） となる。
【００３４】従って、ＣＰＵ２７では、トルクＴに比例
する電圧として、２Ｖ1 −Ｖ2 ＝４０×２−３０＝５０
（ｍＶ）となる。このように、図１に示す本発明の構成
であっても、差動アンプのゲインを調整することで同じ
値のトルクが算出されるもので、１チャンネルのブリッ
ジ回路４２の構成で低コスト化が図られ、正確にトルク
検出を行うことができるものである。
する電圧として、２Ｖ1 −Ｖ2 ＝４０×２−３０＝５０
（ｍＶ）となる。このように、図１に示す本発明の構成
であっても、差動アンプのゲインを調整することで同じ
値のトルクが算出されるもので、１チャンネルのブリッ
ジ回路４２の構成で低コスト化が図られ、正確にトルク
検出を行うことができるものである。
【００３５】次に、図２に、本発明の第２実施例の構成
図を示す。また、図３に、第２実施例のゲージ配列の構
成図を示す。図２及び図３は、図１の歪ゲージＧ1 を２
つの歪ゲージＧ11，Ｇ12とし、同様に歪ゲージＧ2 を２
つの歪ゲージＧ21，Ｇ22、歪ゲージＧ3 を２つの歪ゲー
ジＧ31，Ｇ32、歪ゲージＧ4 を２つの歪ゲージＧ41，Ｇ
42で腕状部材３２に取り付ける。
図を示す。また、図３に、第２実施例のゲージ配列の構
成図を示す。図２及び図３は、図１の歪ゲージＧ1 を２
つの歪ゲージＧ11，Ｇ12とし、同様に歪ゲージＧ2 を２
つの歪ゲージＧ21，Ｇ22、歪ゲージＧ3 を２つの歪ゲー
ジＧ31，Ｇ32、歪ゲージＧ4 を２つの歪ゲージＧ41，Ｇ
42で腕状部材３２に取り付ける。
【００３６】この場合、図２に示すようにトルク検出回
路４１のブリッジ回路４２a は、歪ゲージＧ11及び歪ゲ
ージＧ41の直列回路の辺と、歪ゲージＧ12及び歪ゲージ
Ｇ42の直列回路の辺とが対向し、また、歪ゲージＧ22及
び歪ゲージＧ31の直列回路の辺と、歪ゲージＧ21及び歪
ゲージＧ32の直列回路の辺とが対向する構成で、図１の
調整抵抗Ｒｄ1 ，Ｒｄ2 が省略されたものである。他の
構成は、図１と同様である。
路４１のブリッジ回路４２a は、歪ゲージＧ11及び歪ゲ
ージＧ41の直列回路の辺と、歪ゲージＧ12及び歪ゲージ
Ｇ42の直列回路の辺とが対向し、また、歪ゲージＧ22及
び歪ゲージＧ31の直列回路の辺と、歪ゲージＧ21及び歪
ゲージＧ32の直列回路の辺とが対向する構成で、図１の
調整抵抗Ｒｄ1 ，Ｒｄ2 が省略されたものである。他の
構成は、図１と同様である。
【００３７】そして、２ｄ1 ＝ｄ2 のときに第１の位置
部の歪ゲージＧ11，Ｇ12，Ｇ21，Ｇ 22の抵抗値を、第２
の位置部の歪ゲージＧ31，Ｇ32，Ｇ41，Ｇ42の抵抗値を
２倍に設定する。なお、ｋｄ1 ＝ｄ2 のときはｋ倍とす
る。これによって、第１実施例と同様の原理でブリッジ
回路４２a 内で、上記（４）式の演算が行われることに
なり、その演算結果がＡＤＣ４４を介して表示部４５に
表示されるものである。
部の歪ゲージＧ11，Ｇ12，Ｇ21，Ｇ 22の抵抗値を、第２
の位置部の歪ゲージＧ31，Ｇ32，Ｇ41，Ｇ42の抵抗値を
２倍に設定する。なお、ｋｄ1 ＝ｄ2 のときはｋ倍とす
る。これによって、第１実施例と同様の原理でブリッジ
回路４２a 内で、上記（４）式の演算が行われることに
なり、その演算結果がＡＤＣ４４を介して表示部４５に
表示されるものである。
【００３８】そこで、歪ゲージＧ11，Ｇ12，Ｇ21，Ｇ22
の抵抗をＧ11＝Ｇ12＝Ｇ21＝Ｇ22＝１０００Ωとし、歪
ゲージＧ31，Ｇ32，Ｇ41，Ｇ42の抵抗をＧ31＝Ｇ32＝Ｇ
41＝Ｇ42＝５００Ωとし、Ｅ0 ＝２．０Ｖとすると、第
１実施例の変化率で各抵抗が変化した場合、Ｇ11＝Ｇ12
＝１０００．８Ω、Ｇ21＝Ｇ22＝９９９．２Ω、Ｇ31＝
Ｇ32＝５００．３Ω、Ｇ41＝Ｇ42＝４９９．７Ωとな
る。この場合における差動アンプ４３のゲインは７５倍
に調整される。
の抵抗をＧ11＝Ｇ12＝Ｇ21＝Ｇ22＝１０００Ωとし、歪
ゲージＧ31，Ｇ32，Ｇ41，Ｇ42の抵抗をＧ31＝Ｇ32＝Ｇ
41＝Ｇ42＝５００Ωとし、Ｅ0 ＝２．０Ｖとすると、第
１実施例の変化率で各抵抗が変化した場合、Ｇ11＝Ｇ12
＝１０００．８Ω、Ｇ21＝Ｇ22＝９９９．２Ω、Ｇ31＝
Ｇ32＝５００．３Ω、Ｇ41＝Ｇ42＝４９９．７Ωとな
る。この場合における差動アンプ４３のゲインは７５倍
に調整される。
【００３９】従って、差動アンプ４３より出力される電
圧ＶA ＝ＶB は、 ＶA ＝ＶB ＝｛２．０×（１０００．８＋４９９．７）
／３０００−２．０×（９９９．２＋５００．３）／３
０００｝×７５＝５０（ｍＶ） となる。
圧ＶA ＝ＶB は、 ＶA ＝ＶB ＝｛２．０×（１０００．８＋４９９．７）
／３０００−２．０×（９９９．２＋５００．３）／３
０００｝×７５＝５０（ｍＶ） となる。
【００４０】このように、第１実施例と同様に、低コス
ト化が図られると共に、正確なトルク検出を行うことが
できる。また、本実施例は、図５に示す従来のトルク検
出装置１１に、新たに歪ゲージを取り付ければよく、製
造コストとも低減することができるものである。次に、
図４に、第２実施例の他の実施例におけるトルク検出の
回路図を示す。図４は、トルク検出回路４１のブリッジ
回路４２b において、歪ゲージＧ31，Ｇ 32，Ｇ41, Ｇ42
にそれぞれ調整抵抗Ｒｄ1 〜Ｒｄ4 を並列に接続したも
ので、他の構成は図２及び図３と同様である。
ト化が図られると共に、正確なトルク検出を行うことが
できる。また、本実施例は、図５に示す従来のトルク検
出装置１１に、新たに歪ゲージを取り付ければよく、製
造コストとも低減することができるものである。次に、
図４に、第２実施例の他の実施例におけるトルク検出の
回路図を示す。図４は、トルク検出回路４１のブリッジ
回路４２b において、歪ゲージＧ31，Ｇ 32，Ｇ41, Ｇ42
にそれぞれ調整抵抗Ｒｄ1 〜Ｒｄ4 を並列に接続したも
ので、他の構成は図２及び図３と同様である。
【００４１】図４によれば、歪ゲージＧ11，Ｇ12，
Ｇ21，Ｇ22の抵抗値と、歪ゲージＧ31，Ｇ32，Ｇ41，Ｇ
42の抵抗値の比率に応じて、また第１の位置部（ｄ1 ）
と第２の位置部（ｄ2 ）の比率に応じて調整抵抗Ｒｄ1
〜Ｒｄ4 で調整することにより、図２と同様の作用でト
ルク検出を行うことができるものである。例えば、歪ゲ
ージＧ11，Ｇ12，Ｇ21，Ｇ22，Ｇ31，Ｇ32，Ｇ41, Ｇ42
の抵抗を総て１０００Ωとし、また３ｄ1 ＝ｄ2 とした
ときに、調整抵抗Ｒｄ1 ＝Ｒｄ2＝Ｒｄ3 ＝Ｒｄ4 ＝５
００Ωとすればよい。また、ｋｄ1 ＝ｄ2 とした場合で
も、その比率によって調整抵抗を設定すればよい。
Ｇ21，Ｇ22の抵抗値と、歪ゲージＧ31，Ｇ32，Ｇ41，Ｇ
42の抵抗値の比率に応じて、また第１の位置部（ｄ1 ）
と第２の位置部（ｄ2 ）の比率に応じて調整抵抗Ｒｄ1
〜Ｒｄ4 で調整することにより、図２と同様の作用でト
ルク検出を行うことができるものである。例えば、歪ゲ
ージＧ11，Ｇ12，Ｇ21，Ｇ22，Ｇ31，Ｇ32，Ｇ41, Ｇ42
の抵抗を総て１０００Ωとし、また３ｄ1 ＝ｄ2 とした
ときに、調整抵抗Ｒｄ1 ＝Ｒｄ2＝Ｒｄ3 ＝Ｒｄ4 ＝５
００Ωとすればよい。また、ｋｄ1 ＝ｄ2 とした場合で
も、その比率によって調整抵抗を設定すればよい。
【００４２】
【発明の効果】以上のように請求項１又は２の発明によ
れば、検出ベース部材の第１の位置部に適宜単数又は複
数の歪ゲージでそれぞれ構成される第１及び第２の歪検
出手段が設けられると共に、第２の位置部に同様の第３
及び第４の歪み検出手段が設けられ、単一のトルク検出
手段で各歪検出手段の抵抗値の変化量から作用部に作用
する力を検出することにより、各抵抗値の変化の増減で
一つの演算を完了することとなり、一つのチャンネルで
正確なトルク検出が可能となって低コストを図ることが
できる。
れば、検出ベース部材の第１の位置部に適宜単数又は複
数の歪ゲージでそれぞれ構成される第１及び第２の歪検
出手段が設けられると共に、第２の位置部に同様の第３
及び第４の歪み検出手段が設けられ、単一のトルク検出
手段で各歪検出手段の抵抗値の変化量から作用部に作用
する力を検出することにより、各抵抗値の変化の増減で
一つの演算を完了することとなり、一つのチャンネルで
正確なトルク検出が可能となって低コストを図ることが
できる。
【００４３】請求項３の発明によれば、トルク検出手段
が調整手段を備えることにより、各歪検出手段の感度調
整が容易に行われ、正確なトルク検出を行うことができ
る。
が調整手段を備えることにより、各歪検出手段の感度調
整が容易に行われ、正確なトルク検出を行うことができ
る。
【図１】本発明の第１実施例の構成図である。
【図２】本発明の第２実施例の構成図である。
【図３】第２実施例のゲージ配列の構成図である。
【図４】第２実施例の他の実施例におけるトルク検出の
回路図である。
回路図である。
【図５】従来のトルク検出装置の一例の構成図である。
【図６】従来の他のトルク検出装置の構成図である。
【図７】図６のトルク検出の回路図である。
３１ トルク検出装置 ３２ 腕状部材 ３３ 握り部 ３４ 嵌合部 ３５ 検出ベース部材 ４１ トルク検出回路 ４２，４２a ，４２b ブリッジ回路 ４３ 差動アンプ ４４ ＡＤＣ ４５ 表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 5/24 G01L 1/22
Claims (3)
- 【請求項１】 弾性変形自在の腕部の一方端に力が加え
られる力点部が設けられると共に、他方端に力が作用す
る作用部が設けられる検出ベース部材と、 該腕部の該作用部中心から第１の所定距離（ｄ 1 ）離間
した第１の位置部における該腕部の変形時に伸長する部
位と圧縮する部位とにそれぞれ設けられ、伸長、圧縮を
電気抵抗で検出する第１及び第２の歪検出手段と、該腕部の該作用部中心から、該第１の所定距離よりも大
きい第２の所定距離（ｄ 2 ）離間した 第２の位置部にお
ける該腕部の変形時に伸長する部位と圧縮する部位とに
それぞれ設けられ、伸長、圧縮を電気抵抗で検出する第
３及び第４の歪検出手段と、該第１，第２，第３及び第４の歪検出手段からの抵抗値
の変化量で前記検出ベース部材の作用部に作用する力を
検出するトルク検出手段であって、 前記第１及び第２の歪検出手段の感度を、前記第３及び
第４の歪検出手段の感度のＫ（Ｋ＝ｄ 2 ／ｄ 1 ）倍と
し、前記第１，第２，第３及び第４の歪検出手段により
単一のブリッジ回路を構成した ことを特徴とするトルク
検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の第１乃至第４の歪検出手
段のそれぞれが単数又は複数の歪ゲージで構成されるこ
とを特徴とするトルク検出装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のトルク検出手段
は、前記第１〜第４の歪検出手段のうち少なくとも何れ
かの歪検出手段の感度を調整する調整手段を備えること
を特徴とするトルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6274100A JP3033451B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6274100A JP3033451B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | トルク検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08136367A JPH08136367A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3033451B2 true JP3033451B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=17537003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6274100A Expired - Lifetime JP3033451B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3033451B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5019962B2 (ja) | 2007-06-13 | 2012-09-05 | 京都機械工具株式会社 | トルクレンチ |
| CN102980708B (zh) * | 2012-11-14 | 2015-01-07 | 浙江省计量科学研究院 | 一种数字式扭力扳手及测量扭矩值的方法 |
| JP6457560B2 (ja) * | 2017-01-06 | 2019-01-23 | ファナック株式会社 | 回転軸関節構造 |
-
1994
- 1994-11-08 JP JP6274100A patent/JP3033451B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08136367A (ja) | 1996-05-31 |
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