JP4220171B2 - 負荷トルク測定装置付遊星歯車減速機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ワイヤー、薄板等の張力、粘性物体の粘度等を測定し、制御する場合に使用される減速機または減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、ワイヤー、薄板等の張力を制御する場合、特開平7-234168、特開平9-151083、特開2000-205354等に見られようにモータ、減速機、トルクセンサ、制御対象の順に配列されている。即ち、独立した減速機、トルクセンサ等を組み合せて使用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものでは、減速機とトルクセンサが別個に設けられ、取付スペースが大きくなると共に高価になっていた。本発明は、トルクセンサと減速機を一体化し、コンパクトかつ低コストで、減速機の出力軸にかかる負荷トルクを高精度に検出することができるトルクセンサ付減速機を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、入力軸の周りを回転する遊星歯車と、遊星歯車が内接する内歯歯車と、内歯歯車の外周で、内歯歯車を保持するボールベアリングと、内歯歯車に外接し、外接点における内歯歯車の接線方向に移動可能なシャフトと、ニードルローラベアリングを介して、シャフトに外接するレバーと、レバーと接合されたロードセルを有し、ロードセルは、遊星歯車の回転により回転する出力軸の負荷トルクを検出することを特徴とする。
また、本発明のうち第２の態様に係るものは、入力軸の周りを回転する遊星ローラと、遊星ローラが内接する部材と、部材の外周で、部材を保持するボールベアリングと、部材に外接し、外接点における部材の接線方向に移動可能なシャフトと、ニードルローラベアリングを介して、シャフトに外接するレバーと、レバーと接合されたロードセルを有し、ロードセルは、遊星ローラの回転により回転する出力軸の負荷トルクを検出することを特徴とする。
【０００５】
【実施例】
本発明の好適な第1実施例について説明する。
【０００６】
図１は本発明の第1実施例に係る負荷トルク検出装置付遊星歯車減速機の側面図である。
【０００７】
図２は本発明の第1実施例に係る負荷トルク検出装置付遊星歯車減速機の正面図である。
【０００８】
図3は本発明の第1実施例に係る負荷トルク検出装置付遊星歯車減速機の平面図である。
【０００９】
以下、本発明の第１実施例について、詳細に説明する。
【００１０】
減速機２０において入力軸７が回転すると太陽歯車９が回転し、内歯歯車１４はボールベアリング１2で保持されており回転しないので、遊星歯車１０は自転をしながら太陽歯車９の回りを公転する。ボールベアリング１２はシャフト１、ニードルローラベアリング４、レバー３を介してロードセル２にボルト１３で取り付けられている。入力軸７が回転し太陽歯車９が矢aの方向に回転すると、遊星歯車１０は矢印ｂの方向に回転しながら矢印ｃの方向に公転する。遊星歯車１０の公転と共に連結された遊星歯車軸１１を介して、出力軸8が回転する。遊星歯車１０が矢印ｃ方向に公転すると内歯歯車１４には反力が矢印ｄの方向（法線方向）に働く。この反力がシャフト１、ニードルローラベアリング４、レバー３、ボルト１３、を介して負荷トルク検出装置３０内のロードセル２を矢印eの方向に引っ張って、内歯歯車１４の反力が検出できる。
【００１１】
ロードセル2に内歯歯車１４の反力がかかると、ロードセルは0.3〜0.5ｍｍ程度撓むので、ニードルローラベアリング４も矢印ｄの方向に移動しようとし、その移動量だけ内歯歯車１４は矢印ｄの方向に回転する。なお、ニードルローラベアリング４は厳密に言えば、円弧運動をするので、矢印ｄ方向に動くと同時に矢印ｆ(下)の方向にも微少に動く。このためニードルローラベアリング４とレバー３は上下方向には若干の隙１６を設け、左右方向はニードルローラベアリング４がレバー3に軽く当たっている程度になっているので、ニードルローラベアリング４の上下方向の運動はこの隙１６で吸収され、ニードルローラベアリング４矢印ｄ方向の力のみがレバー３を介してロードセルに伝達される。また、ニードルローラベアリング４はスムーズな動きを得るための構成であり、これを省いてシャフト１の伝達を直接レバー3に与えても良い。
【００１２】
上記で説明したように、第1ボールベアリング１２、ニードルローラベアリング４、隙１６の機能により、減速機の出力軸にかかる負荷トルク、即ち内歯歯車１４にかかる力の反力を正確にロードセル２に伝達することができ、負荷トルクに比例した電気信号に変換できる。
【００１３】
上記の説明は内歯歯車１４、遊星歯車１０を使用した例で説明したが、内歯歯車１４、遊星歯車１０の代わりに、ローラ式の減速機でも同じ働きをすることができる。
【００１４】
ロードセル２にはストレインゲージが貼られており、ロードセルに力が働くと、その力に応じてストレインゲージがひずみ、ロードセルにかかる力を電気信号として取り出すことが出来る。
【００１５】
本発明に係る第2実施例は第1実施例と構成は同じで遊星歯車減速機を遊星ローラ減速機に置き換えたものであるので説明を省略する。
【００１６】
【発明の効果】
遊星歯車が公転すると内歯歯車に反力が働くが、本発明によれば、内歯歯車の外周にボールベアリングが設けられ、また、シャフトとレバーの間にニードルローラベアリングを設けることにより、出力軸にかかる微小な負荷トルクを高精度に検出することができる。
【００１７】
このように減速機と負荷トルク検出装置を一体化したので、軸方向の寸法が小さくなり、従来品に比べ取付スペースを大幅に小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す負荷トルク検出装置付遊星歯車減速機の側面図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す負荷トルク検出装置付遊星歯車減速機の正面図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す負荷トルク検出装置付遊星歯車減速機の平面図である。
【符号の説明】
１ シャフト
２ ロードセル
３ レバー
４ ニードルローラベアリング
５ アンプ
６ ケース
７ 入力軸
８ 出力軸
９ 太陽歯車
１０ 遊星歯車
１１ 遊星歯車軸
１２ ボールベアリング
１３ ボルト
１４ 内歯歯車
１５ 内歯歯車の側面部
１６ 隙
２０ 減速機
３０ 負荷トルク検出装置

Claims (2)

1. 入力軸の周りを回転する遊星歯車と、
   該遊星歯車が内接する内歯歯車と、
   該内歯歯車の外周で、該内歯歯車を保持するボールベアリングと、
   前記内歯歯車に外接し、該外接点における前記内歯歯車の接線方向に移動可能なシャフトと、
   ニードルローラベアリングを介して、該シャフトに外接するレバーと、
   該レバーと接合されたロードセルを有し、
   該ロードセルは、前記遊星歯車の回転により回転する出力軸の負荷トルクを検出することを特徴とする遊星歯車減速機。
2. 入力軸の周りを回転する遊星ローラと、
   該遊星ローラが内接する部材と、
   該部材の外周で、該部材を保持するボールベアリングと、
   前記部材に外接し、該外接点における前記部材の接線方向に移動可能なシャフトと、
   ニードルローラベアリングを介して、該シャフトに外接するレバーと、
   該レバーと接合されたロードセルを有し、
   該ロードセルは、前記遊星ローラの回転により回転する出力軸の負荷トルクを検出することを特徴とする遊星ローラ減速機。

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