JP3237174U - Clutch type transmission device and its torque detection module - Google Patents
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Abstract
【課題】クラッチ式伝動装置の正確な出力トルクのトルク値が分かるトルク検知モジュールを提供する。【解決手段】クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールは、固定式外筒と遊星ギヤセット、伝動軸及びトルク感知アセンブラが含まれる。固定式外筒が、動力源入力軸とクラッチ式パワー出力アセンブラとの間に設置される。遊星ギヤセットが、クラッチ式パワー出力アセンブラに連結される。伝動軸によって、軸方向に沿って、動力源入力軸とクラッチ式パワー出力アセンブラとが連結される。トルク感知アセンブラのトルクひずみシリンダに、伝動軸が収納される。トルク感知アセンブラのひずみゲージが、軸方向に垂直に、トルクひずみシリンダに設置され、遊星ギヤセットが、トルクひずみシリンダに対して印加した、軸方向45度夾角の歪み剪力量を感知して、遊星ギヤセットからクラッチ式パワー出力アセンブラへ出力する出力トルクを算出する。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque detection module capable of knowing an accurate torque value of an output torque of a clutch type transmission device. A torque detection module for a clutch-type transmission device includes a fixed outer cylinder, a planetary gear set, a transmission shaft, and a torque sensing assembler. A fixed outer cylinder is installed between the power source input shaft and the clutch power output assembler. The planetary gearset is connected to a clutch-type power output assembler. The transmission shaft connects the power source input shaft and the clutch-type power output assembler along the axial direction. The transmission shaft is housed in the torque strain cylinder of the torque sensing assembler. The strain gauge of the torque sensing assembler is installed in the torque strain cylinder perpendicular to the axial direction, and the planetary gear set senses the amount of strain shear force applied to the torque strain cylinder at an axial deviation angle of 45 degrees, and the planetary gear set. The output torque to be output to the clutch type power output assembler is calculated from. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本考案は、ある装置とそのモジュールに関し、特に、クラッチ式伝動装置とそのトルク検知モジュールに関する。 The present invention relates to a device and its module, and more particularly to a clutch type transmission device and its torque detection module.
電動ドライバー(electric screw driver)は、動力源入力軸によって、回転駆動力が供給されて、クラッチ式パワー出力アセンブラを介して回転運動エネルギーを出力する。一般として、ロッキングを必要とする設備や機械式トルク錠に適用され、動力源入力軸で回転駆動力を供給することにより、人力による回転操作を省略でき、ロッキングの時間を短縮して、操作効率が向上される。 The electric screw driver is supplied with rotational driving force by a power source input shaft and outputs rotational kinetic energy via a clutch-type power output assembler. Generally, it is applied to equipment that requires locking and mechanical torque locks, and by supplying rotational driving force with the power source input shaft, it is possible to omit the rotation operation by human power, shorten the locking time, and operate efficiency. Is improved.
従来技術の伝統的な電動ドライバーは、ユーザーが、外部へ露出するクラッチ式トルクチューナで、トルクを調整できるが、上記の調整は、近似値であるため、正確に出力トルクのトルク値が分からない。 The traditional electric screwdriver of the conventional technique allows the user to adjust the torque with a clutch type torque tuner exposed to the outside, but since the above adjustment is an approximate value, the torque value of the output torque is not known accurately. ..
また、従来技術によれば、ひずみゲージを利用してトルク値を検出する電動ドライバーがあり、それは、ひずみゲージが、軸方向に沿って、トルクひずみシリンダに設置されて、ひずみゲージのベンディング(bending)でトルク値を検出する。ひずみゲージが、軸方向に沿って、トルクひずみシリンダに設置されるため、普通、四つのひずみゲージが設置されるだけでなく、トルクひずみシリンダの構成が、上記の四つのひずみゲージに対応して設計されるから、工程がより複雑になって、コストが、高くなる。また、上記のトルクひずみシリンダの構成によって、ベンディングがより集中的になるから、容易に、破裂の恐れがある。そのため、従来技術は、実用的とは言えない。 Also, according to the prior art, there is an electric driver that utilizes a strain gauge to detect the torque value, in which the strain gauge is installed in the torque strain cylinder along the axial direction and the strain gauge bends. ) Detects the torque value. Since the strain gauges are installed in the torque strain cylinder along the axial direction, not only are normally four strain gauges installed, but the torque strain cylinder configuration corresponds to the four strain gauges described above. Since it is designed, the process becomes more complicated and the cost increases. Further, due to the configuration of the torque strain cylinder described above, bending becomes more concentrated, so that there is a risk of explosion easily. Therefore, the prior art is not practical.
従来技術の電動ドライバーの、正確に出力トルクのトルク値が分からないことや、工程が複雑であること、コストが高いこと及び、ベンディングがより集中的であることによって、トルクひずみシリンダが破裂する等の問題を解消するため、本考案は、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールを提供する。 The torque strain cylinder bursts due to the fact that the torque value of the output torque of the conventional electric screwdriver is not known accurately, the process is complicated, the cost is high, and the bending is more concentrated. In order to solve the problem of the present invention, the present invention provides a torque detection module of a clutch type transmission device.
本考案は、従来技術の問題を解消するため、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールを提供し、動力源入力軸とクラッチ式パワー出力アセンブラに設置され、固定式外筒と遊星ギヤセット、伝動軸及び、トルク感知アセンブラが含まれる。 In order to solve the problems of the prior art, the present invention provides a torque detection module for a clutch type transmission device, which is installed on a power source input shaft and a clutch type power output assembler, and has a fixed outer cylinder, a planetary gear set, a transmission shaft and a transmission shaft. , Torque sensing assembler is included.
固定式外筒が、動力源入力軸とクラッチ式パワー出力アセンブラとの間に設置される。遊星ギヤセットが、クラッチ式パワー出力アセンブラに連結される。伝動軸は、軸方向に沿って、動力源入力軸とクラッチ式パワー出力アセンブラとを連結する。トルク感知アセンブラには、トルクひずみシリンダと少なくとも一つのひずみゲージが含まれる。伝動軸が収納されるトルクひずみシリンダは、両側が、それぞれ、固定式外筒と遊星ギヤセットに固定される。ひずみゲージは、軸方向に垂直するように、トルクひずみシリンダに設置される。 A fixed outer cylinder is installed between the power source input shaft and the clutch power output assembler. The planetary gearset is connected to a clutch-type power output assembler. The transmission shaft connects the power source input shaft and the clutch type power output assembler along the axial direction. The torque sensing assembler includes a torque strain cylinder and at least one strain gauge. Both sides of the torque strain cylinder in which the transmission shaft is housed are fixed to the fixed outer cylinder and the planetary gear set, respectively. The strain gauge is installed in the torque strain cylinder so that it is perpendicular to the axial direction.
その中、クラッチ式パワー出力アセンブラのクラッチ機構が、分離状態になると、ひずみゲージは、当該遊星ギヤセットによって、当該トルクひずみシリンダに対して印加した、少なくとも一つの、当該軸方向との45度夾角の歪み剪力量を感知して、当該遊星ギヤセットから当該クラッチ式パワー出力アセンブラへ出力する出力トルクを、算出する。 Among them, when the clutch mechanism of the clutch type power output assembler is in a separated state, the strain gauge has at least one 45 degree angle with respect to the axial direction applied to the torque strain cylinder by the planetary gear set. The amount of strain shear force is sensed, and the output torque output from the planetary gear set to the clutch type power output assembler is calculated.
本考案によれば、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールは、更に、表示インターフェースが含まれ、表示インターフェースが、トルク感知アセンブラに電気的に接続されて、出力トルクのトルク値を表示する。 According to the present invention, the torque detection module of the clutch type transmission device further includes a display interface, and the display interface is electrically connected to the torque sensing assembler to display the torque value of the output torque.
本考案によれば、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールは、更に、処理ユニットが含まれ、処理ユニットが、トルク感知アセンブラに電気的に接続されて、出力トルクのトルク値と出力トルクの回転サークル数値及び、出力トルクの作用時間値を処理する。 According to the present invention, the torque detection module of the clutch type transmission device further includes a processing unit, and the processing unit is electrically connected to the torque sensing assembler, so that the torque value of the output torque and the rotation circle of the output torque are formed. Process the numerical value and the action time value of the output torque.
本考案によれば、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールは、更に、警告ユニットが含まれ、警告ユニットが、処理ユニットに電気的に接続されて、出力トルクが警告条件をトリガーする場合、警告情報を生成する。 According to the present invention, the torque detection module of the clutch type transmission device further includes a warning unit, and the warning information when the warning unit is electrically connected to the processing unit and the output torque triggers the warning condition. To generate.
本考案によれば、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールは、更に、貯蔵ユニットが含まれ、貯蔵ユニットが、処理ユニットに電気的に接続されて、上記らの出力トルクのトルク値と上記らの出力トルクの回転サークル数値及び上記らの出力トルクの作用時間値を貯蔵する。 According to the present invention, the torque detection module of the clutch type transmission device further includes a storage unit, in which the storage unit is electrically connected to the processing unit, and the torque value of the output torque described above and the torque value described above and the above. The rotation circle value of the output torque and the action time value of the above output torque are stored.
本考案によれば、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールは、更に、通信ユニットが含まれ、通信ユニットが、処理ユニットに電気的に接続されて、上記の出力トルクのトルク値と上記の出力トルクの回転サークル数値及び、上記の出力トルクの作用時間値の少なくとも一つを送信する。 According to the present invention, the torque detection module of the clutch type transmission device further includes a communication unit, and the communication unit is electrically connected to the processing unit, so that the torque value of the above output torque and the above output torque are obtained. At least one of the rotation circle numerical value and the action time value of the above output torque is transmitted.
本考案によれば、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールは、トルクひずみシリンダに、上シリンダホルダと下シリンダホルダ及び延伸シリンダ部が含まれる。上シリンダホルダが、動力源入力軸の傍に位置する。下シリンダホルダが、クラッチ式パワー出力アセンブラの傍に位置する。延伸シリンダ部は、中空シリンダ状で、軸方向に沿って、上シリンダホルダと下シリンダホルダとが連結され、また、ひずみゲージを設置するための円周壁がある。 According to the present invention, the torque detection module of the clutch type transmission device includes an upper cylinder holder, a lower cylinder holder, and an extension cylinder portion in the torque strain cylinder. The upper cylinder holder is located beside the power source input shaft. The lower cylinder holder is located beside the clutch-type power output assembler. The extension cylinder portion has a hollow cylinder shape, and the upper cylinder holder and the lower cylinder holder are connected along the axial direction, and there is a circumferential wall for installing a strain gauge.
本考案によれば、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールにあるトルクひずみシリンダは、上シリンダホルダと下シリンダホルダ及び延伸部が含まれる。上シリンダホルダが、動力源入力軸の傍に位置する。下シリンダホルダが、クラッチ式パワー出力アセンブラの傍に位置する。延伸部は、中空状で、軸方向に沿って、上シリンダホルダと下シリンダホルダとを連結し、二つの相対する設置面と二つの相対する仕上げ面があり、設置面に、ひずみゲージが設置される。 According to the present invention, the torque strain cylinder in the torque detection module of the clutch type transmission device includes an upper cylinder holder, a lower cylinder holder, and an extension portion. The upper cylinder holder is located beside the power source input shaft. The lower cylinder holder is located beside the clutch-type power output assembler. The stretched part is hollow, connects the upper cylinder holder and the lower cylinder holder along the axial direction, has two facing installation surfaces and two facing finished surfaces, and a strain gauge is installed on the installation surface. Will be done.
本考案によれば、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールにある延伸部は、仕上げ面に、それぞれ、凹部が形成され、上記の凹部が、上シリンダホルダと下シリンダホルダまで延伸する。 According to the present invention, each of the stretched portions in the torque detection module of the clutch type transmission device has recesses formed on the finished surface, and the recesses extend to the upper cylinder holder and the lower cylinder holder, respectively.
本考案によれば、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールにある延伸部は、仕上げ面に、それぞれ、通り穴が形成されて、上記の通り穴が、延伸部を通り抜ける。 According to the present invention, each of the stretched portions in the torque detection module of the clutch type transmission device has a through hole formed on the finished surface, and the hole passes through the stretched portion as described above.
本考案によれば、クラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールにある設置面が、互いに、平行し、また、仕上げ面が、互いに、平行する。 According to the present invention, the installation surfaces of the torque detection module of the clutch type transmission device are parallel to each other, and the finished surfaces are parallel to each other.
本考案は、従来技術の問題を解消するため、クラッチ式伝動装置を提供し、動力源とクラッチ式パワー出力アセンブラ及びトルク検知モジュールが含まれる。動力源は、動力源入力軸を有する。トルク検知モジュールは、動力源入力軸とクラッチ式パワー出力アセンブラに設置され、固定式外筒と遊星ギヤセット、伝動軸及び、トルク感知アセンブラが含まれる。 The present invention provides a clutch type transmission device for solving the problems of the prior art, and includes a power source, a clutch type power output assembler, and a torque detection module. The power source has a power source input shaft. The torque detection module is installed on the power source input shaft and clutch type power output assembler, and includes a fixed outer cylinder, a planetary gear set, a transmission shaft, and a torque detection assembler.
固定式外筒が、動力源入力軸とクラッチ式パワー出力アセンブラとの間に設置される。遊星ギヤセットに、クラッチ式パワー出力アセンブラが連結される。伝動軸は、軸方向に沿って、動力源入力軸とクラッチ式パワー出力アセンブラとが連結される。トルク感知アセンブラは、トルクひずみシリンダと少なくとも一つのひずみゲージが含まれる。トルクひずみシリンダは、伝動軸が収納されて、両側が、それぞれ、固定式外筒と遊星ギヤセットに固定される。ひずみゲージは、軸方向に垂直するように、トルクひずみシリンダに設置される。その中、クラッチ式パワー出力アセンブラの一クラッチ機構が、分離状態になると、ひずみゲージは、当該遊星ギヤセットによって、当該トルクひずみシリンダに対して印加した、少なくとも一つの、当該軸方向との45度夾角の歪み剪力量を感知して、当該遊星ギヤセットから当該クラッチ式パワー出力アセンブラへ出力する出力トルクを、算出する。 A fixed outer cylinder is installed between the power source input shaft and the clutch power output assembler. A clutch-type power output assembler is connected to the planetary gear set. In the transmission shaft, the power source input shaft and the clutch type power output assembler are connected along the axial direction. The torque sensing assembler includes a torque strain cylinder and at least one strain gauge. The torque strain cylinder houses the transmission shaft, and both sides are fixed to the fixed outer cylinder and the planetary gear set, respectively. The strain gauge is installed in the torque strain cylinder so that it is perpendicular to the axial direction. Among them, when one clutch mechanism of the clutch type power output assembler is in a separated state, the strain gauge has at least one 45 degree angle with respect to the axial direction applied to the torque strain cylinder by the planetary gear set. The amount of strain shear force is sensed, and the output torque output from the planetary gear set to the clutch type power output assembler is calculated.
上記のように、本考案に係るクラッチ式伝動装置とそのトルク検知モジュールは、ひずみゲージを、軸方向に垂直するように、トルクひずみシリンダを設置することにより、従来技術と比較すると、ひずみゲージで、遊星ギヤセットによって、トルクひずみシリンダに対して印加した、軸方向との45度夾角の歪み剪力量を感知して、遊星ギヤセットからクラッチ式パワー出力アセンブラに対して出力する出力トルクを算出する。本考案によれば、トルクひずみシリンダは、中空状であり、ひずみゲージの数が少ないため、工程がより簡単化になり、また、コストダウンができる。また、力の集中度が低減されて、トルクひずみシリンダの破裂リスクが、従来技術より低下されるため、耐用寿命が、長くなる。また、本考案によれば、トルクひずみシリンダの延伸部において、仕上げ面に、更に、凹部や通り穴が形成されることにより、断面積が低下されて、同一トルク下でも変形量が向上されるため、ひずみゲージによって算出される出力トルクが、より正確的になる。 As described above, the clutch type transmission device and its torque detection module according to the present invention are strain gauges as compared with the prior art by installing a torque strain cylinder so that the strain gauges are perpendicular to the axial direction. , The planetary gear set senses the amount of strain shear force applied to the torque strain cylinder at a 45 degree angle with respect to the axial direction, and calculates the output torque output from the planetary gear set to the clutch-type power output assembler. According to the present invention, the torque strain cylinder is hollow and the number of strain gauges is small, so that the process can be simplified and the cost can be reduced. In addition, the concentration of force is reduced, and the risk of bursting of the torque strain cylinder is lower than that of the prior art, so that the service life is extended. Further, according to the present invention, in the stretched portion of the torque strain cylinder, recesses and through holes are further formed on the finished surface, so that the cross-sectional area is reduced and the amount of deformation is improved even under the same torque. Therefore, the output torque calculated by the strain gauge becomes more accurate.
本考案は意図された機能および目的を実際に達成することができ、詳細な説明により当業者はそれに応じてそれを実施することができるが、本考案の特徴および精神をより明確に説明できることが期待され、本考案の範囲を制限するのではない。上記の実施形態は、本考案を説明するためにのみ使用され、同等の構造におけるすべての変更は、依然として本考案の範囲から逸脱するものではない。 The present invention can actually achieve the intended function and purpose, and a person skilled in the art can carry out it accordingly by a detailed description, but can explain the features and spirit of the present invention more clearly. Expected and does not limit the scope of the present invention. The above embodiments are used only to illustrate the present invention, and all modifications in the equivalent structure still do not deviate from the scope of the present invention.
以下、概念図を参照しながら、具体的な実施形態をもって、本考案を詳しく説明する。下記の説明と要求範囲によって、本考案の利点と特徴が、良く分かるようになる。言い置きたいことは、図式は、説明の便利性のために、簡単化され、また、正確な比例でない場合がある。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to a conceptual diagram with specific embodiments. The following description and scope of requirements will give you a good idea of the advantages and features of the present invention. It should be noted that the diagram is simplified for convenience of explanation and may not be in exact proportion.
図1乃至図7を参照しながら、図1は、本考案の第一実施例に係るクラッチ式伝動装置の立体図で、図2は、本考案の第一実施例に係るクラッチ式伝動装置の分解図であり、図3は、図1のA─A局部断面図であって、図4は、クラッチ式パワー出力アセンブラが、分離状態になる時の断面概念図で、図5は、図1のB─B断面図であり、図6は、本考案の第一実施例に係るクラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールのトルク感知アセンブラの概念図であって、図7は、本考案の第一実施例に係るクラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールのトルク感知アセンブラのひずみゲージに生成する歪み剪力量の概念図である。 With reference to FIGS. 1 to 7, FIG. 1 is a three-dimensional view of the clutch-type transmission device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a three-dimensional view of the clutch-type transmission device according to the first embodiment of the present invention. It is an exploded view, FIG. 3 is a local cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1, FIG. 4 is a cross-sectional conceptual view when the clutch type power output assembler is in a separated state, and FIG. 5 is a cross-sectional conceptual view. BB cross-sectional view, FIG. 6 is a conceptual diagram of a torque sensing assembler of the torque detection module of the clutch type transmission device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is the first embodiment of the present invention. It is a conceptual diagram of the strain shear force amount generated in the strain gauge of the torque sensing assembler of the torque detection module of the clutch type transmission device which concerns on embodiment.
図のように、クラッチ式伝動装置100は、トルク検知モジュール1と動力源3、クラッチ式パワー出力アセンブラ4、出力端ハウジング5、メインハウジング6、信号伝送線路アセンブラ7及び、ディスプレイ箱8が含まれる。トルク検知モジュール1は、動力源3とクラッチ式パワー出力アセンブラ4との間に設置され、固定式外筒11と遊星ギヤセット12、トルク感知アセンブラ13及び、伝動軸14が含まれる。
As shown in the figure, the clutch
固定式外筒11は、動力源3の動力源入力軸とクラッチ式パワー出力アセンブラ4との間に設置される。遊星ギヤセット12は、クラッチ式パワー出力アセンブラ4に連結される。伝動軸14は、軸方向D1に沿って、動力源入力軸とクラッチ式パワー出力アセンブラ4とが連結される。
The fixed
トルク感知アセンブラ13は、トルクひずみシリンダ131と少なくとも一つのひずみゲージが含まれ、図式は、二つのひずみゲージ132a、132bが表される概念図である。伝動軸14が収納されるトルクひずみシリンダ131は、両側が、それぞれ、固定式外筒11と遊星ギヤセット12に固定される。ひずみゲージ132a、132bは、軸方向D1に垂直するように、トルクひずみシリンダ131に設置される。ひずみゲージ132a、132bは、片状構成で、幾何学において、「面」に属され、軸方向D1において、「線」に属され、ここでの「ひずみゲージ132a、132bは、軸方向D1に垂直するように、トルクひずみシリンダ131に設置される」とは、ひずみゲージ132a、132bの法線ベクトルが、軸方向D1の方向ベクトルに垂直する。
The
また、トルク検知モジュール1と動力源3及びクラッチ式パワー出力アセンブラ4は、出力端ハウジング5とメインハウジング6及びディスプレイ箱8の中に位置する。信号伝送線路アセンブラ7は、メインハウジング6とディスプレイ箱8に連結される。
Further, the
クラッチ式パワー出力アセンブラ4の開閉構成は、結合状態であり、図3のように、クラッチ式パワー出力アセンブラ4の出力トルクが、遊星ギヤセット12から、クラッチ式パワー出力アセンブラ4に対して出力する出力トルクである。
The open / closed configuration of the clutch-type
クラッチ式パワー出力アセンブラ4の開閉構成が、分離状態になると、図4のように、クラッチ式パワー出力アセンブラ4は、図3と比較すると、隙間Sが形成されて、動力源3が、作動停止になり、この時、ひずみゲージ132a、132bが、遊星ギヤセット12によってトルクひずみシリンダ131に対して印加した歪み剪力量を感知して、遊星ギヤセット12からクラッチ式パワー出力アセンブラ4に出力する出力トルクを算出する。
When the open / closed configuration of the clutch type
また、遊星ギヤセット12は、太陽歯車121と複数の遊星歯車122(図にその一つが表される)及び、リングギヤ123が含まれ、図5のように。太陽歯車121の半径が、rsで、遊星歯車122の半径が、rpであり、リングギヤ123の半径がrrであって、太陽歯車121と遊星歯車122との円心距離が、為roで、出力トルクが、Toであり、遊星歯車122の中心に受けた力が、Fpで、リングギヤ123が、ピッチ円半径に受けた力が、Frであり、太陽歯車121のピッチ円半径に受けた力が、Fsであって、反力トルクが、Trである。
The planetary gear set 12 also includes a
出力トルクTo=Fp*ro、Fp=2Fr=2Fs、rr=rs+2rp、ro=rs+rp、反力トルクTr=Fr*rr、のため、Tr=(Fp/2)*(rs+2rp)=[To/2*(rs+rp)]*(rs+2rp)になる。上記の説明のように、ひずみゲージ132a、132bは、遊星ギヤセット12のリングギヤ123の反力トルク(Tr)を感知して、出力トルク(To)を算出する。上記の記号は、簡単に公式を推定するためのものであり、また、図式には、簡単化されている。
Output torque T o = F p * r o , F p = 2F r = 2F s , r r = r s + 2r p , r o = r s + r p , reaction torque T r = F r * r r , Therefore, T r = (F p / 2) * (r s + 2r p ) = [T o / 2 * (r s + r p )] * (r s + 2r p ). As described above, the
遊星ギヤセット12から、上記の出力トルクを、クラッチ式パワー出力アセンブラ4へ出力する時、ひずみゲージ132aが、歪み剪力量を感知する。歪み剪力量の変形方向と、軸方向D1とが、45度の夾角を形成し、図7のようである。出力トルクが生成した時、ひずみゲージ132aが、歪み剪力量を感知して、歪み剪力量によって、ひずみゲージ132a’に変形し、図6と図7のようである。ひずみゲージ132bは、同じようであるため、ここでは、説明を省略する。そのため、ひずみゲージ132a、132bは、遊星ギヤセット12から、トルクひずみシリンダ131に対して印加した、軸方向D1と45度夾角の歪み剪力量を感知して、遊星ギヤセット12から、クラッチ式パワー出力アセンブラ4に出力する出力トルクを算出する。
When the above output torque is output from the planetary gear set 12 to the clutch type
トルクひずみシリンダ131には、上シリンダホルダ1311と下シリンダホルダ1312及び、延伸シリンダ部1313が含まれる。上シリンダホルダ1311は、動力源3の動力源入力軸の傍に位置する。下シリンダホルダ1312は、クラッチ式パワー出力アセンブラ4の傍に位置する。延伸シリンダ部1313は、軸方向D1に沿って、上シリンダホルダ1311と下シリンダホルダ1312を連結する。本実施例において、延伸シリンダ部1313は、中空シリンダ状で、円周壁を有する。ひずみゲージ132a、132bは、上記の円周壁に設置される。一般として、上シリンダホルダ1311が、固定端で、下シリンダホルダ1312が、出力回転端である。
The
より詳しく説明すると、下シリンダホルダ1312に、第一方向D2に沿って、トルク(torque)を受けた時、上シリンダホルダ1311には、第一方向D2の逆方向の第二方向D2’のトルクを受ける。この時、ひずみゲージ132aの左上隅に、変形方向D3に沿て、歪み剪力量を受け、ひずみゲージ132aの右下隅に、変形方向D4に沿って、歪み剪力量を受け、ひずみゲージ132aの左下隅に、変形方向D5に沿って、歪み剪力量を受けて、ひずみゲージ132aの右上隅に、変形方向D6に沿って、歪み剪力量を受けるため、ひずみゲージ132aは、ひずみゲージ132a’に変形する。従来技術と比較すると、本考案によって、歪み剪力量の変形方向D3、D5と、軸方向D1’との夾角が、45度で、歪み剪力量の変形方向D4、D6と、軸方向D1との夾角が、45度であることを検出した。
More specifically, when the
従来技術と比較すると、本実施例は、延伸シリンダ部1313が、中空シリンダ状でありながら、ひずみゲージ132a、132bの数が、より少ないから、工程が、より簡単化されて、コストも低くなる。また、力の集中度も、従来技術より少ないため、本考案は、トルクひずみシリンダ131の破裂リスクが、従来技術より少なく、耐用寿命も従来技術より長くなる。
Compared with the prior art, in this embodiment, the stretching
また、図2と図8及び図9を参照しながら、図8は、本考案の第一実施例に係るクラッチ式伝動装置の正面図で、図9は、本考案の第一実施例に係るクラッチ式伝動装置のトルク検知モジュールのブロック図である。図のように、トルク検知モジュール1には、更に、表示インターフェース15と処理ユニット16、警告ユニット17、貯蔵ユニット18及び、通信ユニット19が含まれる。
Further, with reference to FIGS. 2, 8 and 9, FIG. 8 is a front view of the clutch type transmission device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a front view of the first embodiment of the present invention. It is a block diagram of the torque detection module of a clutch type transmission device. As shown in the figure, the
処理ユニット16が、トルク感知アセンブラ13に電気的に接続されて、上記の出力トルクのトルク値と、上記の出力トルクの回転サークル数値及び上記の出力トルクの作用時間値を処理する。また、ここでの作用時間値は、遊星ギヤセット12から、上記の出力トルクを、続いて、クラッチ式パワー出力アセンブラ4に出力する時間である。
The
また、トルク感知アセンブラ13のひずみゲージ132a、132b(図9に、ひずみゲージ132aだけが表される)の感知信号は、ホイートストンブリッジ20とシグナル増幅電気回路21、フィルター22及び、ディジタルフィルタ23を介して、処理ユニット16へ送信される。
Further, the sensing signals of the
また、歪み剪力量が生成した時、ひずみゲージ132a、132bの電気抵抗が変化する。ホイートストンブリッジ20によって、電気抵抗の変化を電圧変化信号に変換される。上記の電圧変化信号の圧力差が非常に小さいため、シグナル増幅電気回路21で、電圧と圧力差を増幅する。一般として、増幅倍率は、500倍以上である。そのため、感知信号は、シグナル増幅電気回路21によって増幅された後、フィルター22によって、ノイズが、一回目にろ過される。上記のホイートストンブリッジ20とシグナル増幅電気回路21及びフィルター22は、普通、出力端ハウジング5とメインハウジング6の中に設置される。
Further, when the strain shear force amount is generated, the electric resistance of the
そして、フィルター22によって、ノイズが一回目にろ過された後の感知信号が、信号伝送線路アセンブラ7を介して、処理ユニット16へ送信される。信号伝送線路アセンブラ7を介して送信する場合、線路が、重負荷(heavy load)の時において、生成した電磁波によって、信号の品質が影響されるため、感知信号が、信号伝送線路アセンブラ7を介して、処理ユニット16へ送信される前、ディジタルフィルタ23を通して、感知信号の信号品質と安定度が向上される。上記のディジタルフィルタ23と処理ユニット16は、普通、ディスプレイ箱8の中に設置される。
Then, the sense signal after the noise is first filtered by the
表示インターフェース15は、上記の出力トルクのトルク値を表示するが、それによって制限されることない。表示インターフェース15にも、出力トルクの回転サークル数値や作用時間値が表示される。実用上、表示インターフェース15は、ディスプレイ箱8のその一つの外表面に設置される。本実施例において、トルク検知モジュール1は、更に、押しボタンアセンブラ24が含まれ、表示インターフェース15に合わせて、ユーザーは、表示インターフェース15に表示される情報を切り替えることができる。
The
警告ユニット17は、処理ユニット16に電気的に接続され、出力トルクが、警告条件をトリガーする場合、警告情報を生成する。警告条件は、トルク値や回転サークル数値或いは作用時間値の条件であり、例えば、トルク値が目標トルク値に達していない時やトルク値がトルク下限値に達していない時、トルク値がトルク上限値を超える時、回転サークル数値が回転数下限値より低い時、回転サークル数値が回転数上限値より高い時、作用時間値が時間下限値より低い時及び、作用時間値が時間上限値より高い時等である。警告情報は、音声や文字、振動或いは、その他のユーザーを警告できる情報である。
The
貯蔵ユニット18は、処理ユニット16に電気的に接続され、処理ユニット16によって処理されたトルク値や回転サークル数値及び作用時間値を貯蔵する。
The
通信ユニット19は、処理ユニット16に電気的に接続され、処理ユニット16によって処理されたトルク値や回転サークル数値及び作用時間値を送信する。通信ユニット19は、上記の情報を、携帯装置やクラウド・データベース或いは、その他の上記の資料を受信できる装置へ送信できる。通信ユニット19は、Wi-Fiやブルートゥース(登録商標)、RS232、RS485、USB、RJ45等の通信用インターフェースで、上記の資料を送信できる。本実施例において、処理ユニット16と警告ユニット17、貯蔵ユニット18及び通信ユニット19は、ともに、ディスプレイ箱8に設置される。
The
本実施例は、従来技術と比較すると、ひずみゲージ132a、132bを、軸方向D1に垂直するように、トルクひずみシリンダ131に設置され、遊星ギヤセット12がトルクひずみシリンダ131に対して印加した、軸方向D1との45度夾角の歪み剪力量を感知して、遊星ギヤセット12からクラッチ式パワー出力アセンブラ4へ出力する出力トルクを算出する。
In this embodiment, the
また、図2と図10及び図11を参照しながら、図10は、本考案の第二実施例に係るトルク感知アセンブラの立体図で、図11は、図10のC─C断面図である。図のように、トルク感知アセンブラ13aは、トルクひずみシリンダ131aとひずみゲージ132a、132bが含まれ、その中、ひずみゲージ132a、132bは、第一実施例の設置形態と歪み剪力量の感知方式とが同じであるから、ここでは、その説明を省略する。
Further, with reference to FIGS. 2, 10 and 11, FIG. 10 is a three-dimensional view of the torque sensing assembler according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a sectional view taken along the line CC of FIG. .. As shown in the figure, the
トルクひずみシリンダ131aは、上シリンダホルダ1311aと下シリンダホルダ1312a及び、延伸部1313aが含まれる。延伸部1313aは、軸方向D1に沿って、上シリンダホルダ1311aと下シリンダホルダ1312aとが連結され、また、二つの相対する設置面S1a、S1bと、二つの相対する仕上げ面S2a、S2bとがある。図11のように、延伸部1313aは、中空状であり、また、設置面S1aが、設置面S1bに平行し、仕上げ面S2aが、仕上げ面S2bに平行する。
The
本実施例において、ひずみゲージ132aが、設置面S1aに設置され、ひずみゲージ132bが、設置面S1bに設置される。トルクひずみシリンダ131aは、仕上げ面S2aと仕上げ面S2bに、それぞれ、凹部Taと凹部Tbとが形成され、また、凹部Ta、Tbが、それぞれ、上シリンダホルダ1311aと下シリンダホルダ1312aまでに延伸する。トルクひずみシリンダ131aに凹部Ta、Tbが形成された後、断面積が低減されて、同一トルク下の変形量が増大されるため、ひずみゲージ132a、132bによって感知された歪み剪力量がより大きくなり、より正確的な出力トルクを算出できる。
In this embodiment, the
最後に、図2と図12及び図13を参照しながら、図12は、本考案の第三実施例に係るトルク感知アセンブラの立体図で、図13は、図12のD─D断面図である。図のように、トルク感知アセンブラ13bは、トルクひずみシリンダ131bと、ひずみゲージ132a、132bとが、含まれ、その中、ひずみゲージ132a、132bは、第一実施例の設置形態と歪み剪力量の感知方式とが同じであるから、ここでは、その説明を省略する。
Finally, with reference to FIGS. 2, 12, and 13, FIG. 12 is a three-dimensional view of the torque sensing assembler according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a sectional view taken along the line D to FIG. be. As shown in the figure, the
トルクひずみシリンダ131bは、上シリンダホルダ1311bと下シリンダホルダ1312b及び、延伸部1313bが含まれる。延伸部1313bは、軸方向D1に沿って、上シリンダホルダ1311bと下シリンダホルダ1312bが連結され、また、二つの相対する設置面S1a、S1bと二つの相対する仕上げ面S2a、S2bがある。図13のように、延伸部1313bは、中空状であり、また、設置面S1aが、設置面S1bに平行し、仕上げ面S2aが、仕上げ面S2bに平行する。
The
本実施例において、ひずみゲージ132aが、設置面S1aに設置され、ひずみゲージ132bが、設置面S1bに設置される。本実施例において、トルクひずみシリンダ131bは、仕上げ面S2aと仕上げ面S2bに、それぞれ、通り穴Haと通り穴Hbとが形成され、その中、通り穴Ha、Hbが、それぞれ、延伸部1313bを通り抜ける。第二実施例と異なり、通り穴Ha、Hbは、上シリンダホルダ1311bと下シリンダホルダ1312bまでに延伸していない。通り穴Ha、Hbによって、弱める効果が得られるため、ひずみゲージ132a、132bによって算出された出力トルクはより正確的になる。
In this embodiment, the
以上のように、本考案に係るクラッチ式伝動装置とそのトルク検知モジュールは、ひずみゲージを軸方向に垂直するように、トルクひずみシリンダに設置され、本考案によれば、ひずみゲージが、遊星ギヤセットからトルクひずみシリンダに対して印加する軸方向の45度夾角の歪み剪力量を感知して、遊星ギヤセットからクラッチ式パワー出力アセンブラに出力する出力トルクを算出する。本考案によれば、トルクひずみシリンダの構成が、中空状であり、ひずみゲージの数が少ないため、工程がより簡単化になり、また、コストダウンができる。また、力の集中度が低減されて、トルクひずみシリンダの破裂リスクが、従来技術より低下されるため、耐用寿命が、長くなる。また、本考案によれば、トルクひずみシリンダの延伸部において、仕上げ面に、更に、凹部や通り穴が形成されることにより、断面積が低下されて、同一トルク下でも変形量が向上されるため、ひずみゲージによって算出される出力トルクが、より正確的になる。 As described above, the clutch type transmission device and its torque detection module according to the present invention are installed in the torque strain cylinder so that the strain gauge is perpendicular to the axial direction. According to the present invention, the strain gauge is a planetary gear set. Torque The output torque output from the planetary gear set to the clutch-type power output assembler is calculated by sensing the amount of strain shear force applied to the strain cylinder at a 45-degree angle in the axial direction. According to the present invention, the structure of the torque strain cylinder is hollow and the number of strain gauges is small, so that the process can be simplified and the cost can be reduced. In addition, the concentration of force is reduced, and the risk of bursting of the torque strain cylinder is lower than that of the prior art, so that the service life is extended. Further, according to the present invention, in the stretched portion of the torque strain cylinder, recesses and through holes are further formed on the finished surface, so that the cross-sectional area is reduced and the amount of deformation is improved even under the same torque. Therefore, the output torque calculated by the strain gauge becomes more accurate.
以上のより良い具体的な実施例のくわしく説明することにより、本考案の特徴や精神が良く分かると思うが、本考案の請求範囲は、上記のより良い具体的な実施例によって制限されない。また、様々の、等価の変化や変更が本考案の請求範囲にふくまれることを表す。 Although the features and spirit of the present invention will be well understood by explaining the above-mentioned better concrete examples in detail, the claims of the present invention are not limited by the above-mentioned better concrete examples. It also represents that various equivalent changes and changes are included in the claims of the present invention.
1 トルク検知モジュール
11 固定式外筒
12 遊星ギヤセット
13、13a、13b トルク感知アセンブラ
14 伝動軸
15 表示インターフェース
16 処理ユニット
17 警告ユニット
18 貯蔵ユニット
19 通信ユニット
100 クラッチ式伝動装置
121 太陽歯車
122 遊星歯車
123 リングギヤ
131、131a、131b トルクひずみシリンダ
132a、132a’、132b ひずみゲージ
1311、1311a、1311b 上シリンダホルダ
1312、1312a、1312b 下シリンダホルダ
1313 延伸シリンダ部
1313a、1313b 延伸部
20 ホイートストンブリッジ
21 シグナル増幅電気回路
22 フィルター
23 ディジタルフィルタ
24 押しボタンアセンブラ
3 動力源
4 クラッチ式パワー出力アセンブラ
5 出力端ハウジング
6 メインハウジング
7 信号伝送線路アセンブラ
8 ディスプレイ箱
D1、D1’ 軸方向
D2 第一方向
D2’ 第二方向
D3、D4、D5、D6 変形方向
Ha、Hb 通り穴
S 隙間
S1a、S1b 設置面
S2a、S2b 仕上げ面
Ta、Tb 凹部
1 Torque detection module
11 Fixed outer cylinder
12 planetary gear set
13, 13a, 13b Torque sensing assembler
14 Transmission axis
15 Display interface
16 Processing unit
17 Warning unit
18 storage unit
19 Communication unit
100 Clutch type transmission
121 Sun gear
122 planetary gears
123 Ring gear
131, 131a, 131b Torque strain cylinder
132a, 132a', 132b Strain gauge
1311, 1311a, 1311b Upper cylinder holder
1312, 1312a, 1312b Lower cylinder holder
1313 Stretching cylinder part
1313a, 1313b Stretched part
20 Wheatstone bridge
21 Signal amplification electric circuit
22 Filter
23 Digital filter
24 Pushbutton assembler
3 Power source
4 Clutch type power output assembler
5 Output end housing
6 Main housing
7 Signal transmission line assembler
8 Display box
D1, D1'Axial direction
D2 first direction
D2'second direction
D3, D4, D5, D6 Deformation direction
Ha, Hb through hole
S gap
S1a, S1b installation surface
S2a, S2b Finished surface
Ta, Tb recess
Claims (12)
当該動力源入力軸と当該クラッチ式パワー出力アセンブラの間に設置される、固定式外筒と、
当該クラッチ式パワー出力アセンブラに連結される、遊星ギヤセットと、
軸方向にそって、当該動力源入力軸と当該クラッチ式パワー出力アセンブラが連結される、伝動軸と、
当該伝動軸が収納されて、両側が、それぞれ、当該固定式外筒と当該遊星ギヤセットとに固定される、トルクひずみシリンダと、
当該軸方向に垂直するように、当該トルクひずみシリンダに設置される、少なくとも一つのひずみゲージと、が含まれる、トルク感知アセンブラと、
が含まれ、
当該クラッチ式パワー出力アセンブラのクラッチ機構が、分離状態になると、当該少なくとも一つのひずみゲージは、当該遊星ギヤセットによって、当該トルクひずみシリンダに対して印加した、少なくとも一つの、当該軸方向との45度夾角の歪み剪力量を感知して、当該遊星ギヤセットから当該クラッチ式パワー出力アセンブラへ出力する、出力トルクを算出する、
ことを特徴とするクラッチ式伝動装置のトルク検知モジュール。 It is a torque detection module of the clutch type transmission device installed in the power source input shaft and the clutch type power output assembler.
A fixed outer cylinder installed between the power source input shaft and the clutch type power output assembler,
The planetary gear set connected to the clutch type power output assembler,
A transmission shaft to which the power source input shaft and the clutch type power output assembler are connected along the axial direction.
A torque strain cylinder in which the transmission shaft is housed and both sides are fixed to the fixed outer cylinder and the planetary gear set, respectively.
A torque sensing assembler, including at least one strain gauge, installed in the torque strain cylinder so as to be perpendicular to the axial direction.
Is included,
When the clutch mechanism of the clutch-type power output assembler is in a separated state, the at least one strain gauge is applied to the torque strain cylinder by the planetary gear set at least 45 degrees with respect to the axial direction. Calculates the output torque that is output from the planetary gear set to the clutch-type power output assembler by sensing the strain shear force of the angle.
A torque detection module for a clutch-type transmission that features this.
当該動力源入力軸の傍に位置する、上シリンダホルダと、
当該クラッチ式パワー出力アセンブラの傍に位置する、下シリンダホルダと、
中空シリンダ状で、当該軸方向に沿って、当該上シリンダホルダと当該下シリンダホルダとが連結され、当該少なくとも一つのひずみゲージを設置するための円周壁がある、延伸シリンダ部とが、
含まれる、ことを特徴とする、請求項1に記載されるクラッチ式伝動装置のトルク検知モジュール。 The torque strain cylinder has
The upper cylinder holder located near the power source input shaft,
The lower cylinder holder located near the clutch-type power output assembler,
A stretched cylinder portion having a hollow cylinder shape, in which the upper cylinder holder and the lower cylinder holder are connected along the axial direction and has a circumferential wall for installing the at least one strain gauge.
The torque detection module of the clutch type transmission device according to claim 1, wherein the torque detection module is included.
当該動力源入力軸の傍に位置する、上シリンダホルダと、
当該クラッチ式パワー出力アセンブラの傍に位置する、下シリンダホルダと、
中空状で、当該軸方向に沿って、当該上シリンダホルダと当該下シリンダホルダとが連結され、二つの相対する設置面と二つの相対する仕上げ面とがあり、当該らの設置面に、当該少なくとも一つのひずみゲージが設置される、延伸部と、が含まれる、ことを特徴とする、請求項1に記載されるクラッチ式伝動装置のトルク検知モジュール。 Among them, the torque strain cylinder is
The upper cylinder holder located near the power source input shaft,
The lower cylinder holder located near the clutch-type power output assembler,
It is hollow and the upper cylinder holder and the lower cylinder holder are connected along the axial direction, and there are two facing installation surfaces and two facing finished surfaces, and the installation surface thereof is the said. The torque detection module for a clutch-type transmission according to claim 1, wherein at least one strain gauge is installed, and the extension portion is included.
クラッチ式パワー出力アセンブラと、
当該動力源と当該クラッチ式パワー出力アセンブラとに設置され、当該動力源入力軸と当該クラッチ式パワー出力アセンブラとの間に設置される固定式外筒と、当該クラッチ式パワー出力アセンブラに連結される遊星ギヤセットと、軸方向に沿って、当該動力源入力軸と当該クラッチ式パワー出力アセンブラとが、連結される伝動軸及び、当該伝動軸が収納されて、両側が、それぞれ、当該固定式外筒と当該遊星ギヤセットに固定されるトルクひずみシリンダと、当該軸方向に垂直するように、当該トルクひずみシリンダに設置される少なくとも一つのひずみゲージとを有するトルク検知モジュールと、
が含まれ、
当該クラッチ式パワー出力アセンブラのクラッチ機構が、分離状態になると、当該少なくとも一つのひずみゲージは、当該遊星ギヤセットによって、当該トルクひずみシリンダに対して印加した、少なくとも一つの、当該軸方向との45度の歪み剪力量を感知し、当該遊星ギヤセットから当該クラッチ式パワー出力アセンブラへ出力する、出力トルクを算出する、ことを特徴とする、クラッチ式伝動装置。 With a power source, which has a power source input shaft,
Clutch type power output assembler and
It is installed in the power source and the clutch type power output assembler, and is connected to the clutch type power output assembler and the fixed outer cylinder installed between the power source input shaft and the clutch type power output assembler. The transmission shaft to which the planetary gear set, the power source input shaft and the clutch type power output assembler are connected along the axial direction, and the transmission shaft are housed, and both sides are the fixed outer cylinders, respectively. A torque detection module having a torque strain cylinder fixed to the planetary gear set and at least one strain gauge installed in the torque strain cylinder so as to be perpendicular to the axial direction.
Is included,
When the clutch mechanism of the clutch-type power output assembler is in a separated state, the at least one strain gauge is applied to the torque strain cylinder by the planetary gear set at least 45 degrees with respect to the axial direction. A clutch-type transmission device characterized in that it senses the amount of strain and shear force of a vehicle, outputs it from the planetary gear set to the clutch-type power output assembler, and calculates the output torque.
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