JP4640113B2 - Displacement detection device - Google Patents
Displacement detection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4640113B2 JP4640113B2 JP2005315260A JP2005315260A JP4640113B2 JP 4640113 B2 JP4640113 B2 JP 4640113B2 JP 2005315260 A JP2005315260 A JP 2005315260A JP 2005315260 A JP2005315260 A JP 2005315260A JP 4640113 B2 JP4640113 B2 JP 4640113B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive viscoelastic
- conductive
- bridge circuit
- viscoelastic member
- impedance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、相対変位する2部材の相対変位量を検出する変位量検出装置に関するものである。 The present invention relates to a displacement amount detection device that detects a relative displacement amount of two members that undergo relative displacement.
相対変位する2部材の相対変位量を検出する装置としては、例えば、ひずみゲージを用いたものがある(例えば、特許文献1参照)。ここで、ひずみゲージは、異方性を有している。従って、検出したい方向の相対変位量を検出できるようにひずみゲージを配置することで、所定の方向の相対変位量を検出することができる。 As an apparatus for detecting the relative displacement amount of the two members that are relatively displaced, for example, there is one using a strain gauge (see, for example, Patent Document 1). Here, the strain gauge has anisotropy. Therefore, the relative displacement amount in the predetermined direction can be detected by arranging the strain gauge so that the relative displacement amount in the direction to be detected can be detected.
ところで、従来から、ゴム中に金属粉末等の導電性粒子を分散させたゴムセンサが知られている(例えば、特許文献2参照)。このゴムセンサが圧縮された場合には、分散された導電性粒子が近接するので、ゴムセンサの抵抗値が小さくなる。一方、ゴムセンサが引張られた場合には、導電性粒子が離れるので、ゴムセンサの抵抗値は大きくなる。このように、ゴムセンサの状態に応じてゴムセンサの抵抗値が異なることを利用することで、ゴムセンサが取り付けられた部材の物理量を検出することができるとされている。
しかし、ゴムセンサなどの粘弾性部材は、ひずみゲージとは異なり、異方性を有していない。つまり、ゴムセンサが例えば圧縮変形又は引張変形をする場合において、どの方向に圧縮変形又は引張変形をしたのかを判断することができない。従って、2部材が複数方向へ相対変位する場合に、従来のゴムセンサを用いたとしても、2部材の特定方向への相対変位量を検出することはできない。 However, unlike a strain gauge, a viscoelastic member such as a rubber sensor does not have anisotropy. That is, in the case where the rubber sensor undergoes, for example, compression deformation or tensile deformation, it cannot be determined in which direction the compression deformation or tensile deformation has occurred. Therefore, when the two members are relatively displaced in a plurality of directions, even if a conventional rubber sensor is used, the relative displacement amount in the specific direction of the two members cannot be detected.
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ゴムセンサなどの粘弾性部材を用いて、相対変位する2部材の相対変位量を検出することができる変位量検出装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a situation, and provides the displacement amount detection apparatus which can detect the relative displacement amount of two members to be displaced relatively using viscoelastic members, such as a rubber sensor. For the purpose.
本発明の変位量検出装置は、第1部材に対して第2部材が離間して配置されており、第2部材は第1部材に対して基準位置から直交3軸のうち所定軸方向へ相対変位可能であると共に、直交3軸のうち所定軸方向とは異なる軸方向への相対移動および相対回転のうち少なくとも1つの相対変位可能であり、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸方向へ相対変位する場合において、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定方向への相対変位量を検出する変位量検出装置であって、第1の導電性粘弾性部材と、第2の導電性粘弾性部材と、ホイーストン・ブリッジ回路と、電源と、検出部と、変形吸収材とを備えることを特徴とする。 In the displacement amount detection device of the present invention, the second member is disposed away from the first member, and the second member is relative to the first member in a predetermined axial direction among three orthogonal axes from the reference position. It is possible to displace and at least one relative displacement in relative movement and relative rotation in an axial direction different from a predetermined axial direction among the three orthogonal axes, and the second member is moved from the reference position with respect to the first member. A displacement amount detection device for detecting a relative displacement amount in a predetermined direction from a reference position of a second member with respect to a first member in the case of relative displacement in a predetermined axial direction, comprising: a first conductive viscoelastic member; 2 conductive viscoelastic members, a Wheatstone bridge circuit, a power source, a detector, and a deformation absorber .
ここで、第1の導電性粘弾性部材は、第1部材と第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなり、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸方向へ相対変位した場合に引張変形または圧縮変形をする部材である。この第1の導電性粘弾性部材は、例えば、粘弾性部材の中に金属粉末等の導電性粒子が分散されたものなどである。粘弾性材とは、ゴム、シリコン、エラストマー、ゲルなどである。 Here, the first conductive viscoelastic member has a first member and a second member elastically coupled, Ri Do a conductive viscoelastic material whose impedance varies according to the deformation, with respect to the first member it is a member you tensile deformation or compression deformation when the second member is relatively displaced from the reference position to the predetermined axis direction. The first conductive viscoelastic member is, for example, a material in which conductive particles such as metal powder are dispersed in a viscoelastic member. The viscoelastic material is rubber, silicon, elastomer, gel or the like.
第2の導電性粘弾性部材は、第1の導電性粘弾性部材に対して並列となるように第1部材と第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性粘弾性材からなる。さらに、この第2の導電性粘弾性部材は、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸方向へ相対変位した場合に、第1の導電性粘弾性部材の引張圧縮変形に対して逆対称の引張圧縮変形をする部材である。ここで、引張変形の逆対称は圧縮変形を意味し、圧縮変形の逆対称は引張変形を意味する。つまり、第1の導電性粘弾性部材が引張変形する場合には、第2の導電性粘弾性部材が圧縮変形される。また、第1の導電性粘弾性部材が圧縮変形する場合には、第2の導電性粘弾性部材が引張変形される。 The second conductive viscoelastic member, the first member and the second member elastically coupled so as to be parallel with the first conductive viscoelastic member, the conductive viscous impedance changes according to the deformation Made of elastic material. Furthermore, the second conductive viscoelastic member is resistant to tensile and compressive deformation of the first conductive viscoelastic member when the second member is relatively displaced from the reference position in the predetermined axial direction with respect to the first member. This is a member that undergoes anti-symmetric tensile compression deformation. Here, the reverse symmetry of tensile deformation means compression deformation, and the reverse symmetry of compression deformation means tensile deformation. That is, when the first conductive viscoelastic member undergoes tensile deformation, the second conductive viscoelastic member is compressed and deformed. Further, when the first conductive viscoelastic member is compressively deformed, the second conductive viscoelastic member is tensile deformed.
ホイーストン・ブリッジ回路は、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスにより形成される回路である。ここで、ホイーストン・ブリッジ回路とは、4つのインピーダンスにより形成される回路である。具体的には、第1インピーダンスと第3インピーダンスとを直列接続した第1ハーフブリッジ回路と、第2インピーダンスと第4インピーダンスとを直列接続した第2ハーフブリッジ回路とから構成される。そして、第1ハーフブリッジと第2ハーフブリッジとは、並列接続されている。さらに、第1インピーダンスと第3インピーダンスとの中間点と、第2インピーダンスと第4インピーダンスとの中間点とが、接続されている。そして、第1〜第4インピーダンスのうち選択された2個のインピーダンスが、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとされている。なお、上記において、インピーダンスと称したが、交流電流が流れる場合にはインピーダンスとなるが、直流電流が流れる場合には抵抗に相当することになる。つまり、本発明におけるインピーダンスとは、直流電流が流れる場合における抵抗を含む概念である。 The Wheatstone bridge circuit is a circuit formed by the impedance of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. Here, the Wheatstone bridge circuit is a circuit formed by four impedances. Specifically, it comprises a first half bridge circuit in which a first impedance and a third impedance are connected in series, and a second half bridge circuit in which a second impedance and a fourth impedance are connected in series. The first half bridge and the second half bridge are connected in parallel. Furthermore, an intermediate point between the first impedance and the third impedance and an intermediate point between the second impedance and the fourth impedance are connected. Two impedances selected from the first to fourth impedances are the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member. In the above description, the impedance is referred to. When an alternating current flows, the impedance is used. However, when a direct current flows, the impedance corresponds to a resistance. That is, the impedance in the present invention is a concept including a resistance when a direct current flows.
電源は、ホイーストン・ブリッジ回路へブリッジ入力電圧を印加する。つまり、電源は、ホイーストン・ブリッジ回路を構成する第1ハーフブリッジ回路及び第2ハーフブリッジ回路の各両端にブリッジ入力電圧を印加する。この電源は、直流電源であってもよし、交流電源であってもよい。 The power supply applies a bridge input voltage to the Wheatstone bridge circuit. In other words, the power supply applies a bridge input voltage to both ends of the first half bridge circuit and the second half bridge circuit constituting the Wheatstone bridge circuit. This power source may be a DC power source or an AC power source.
検出部は、ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧に基づき、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出する。ここで、ブリッジ出力電圧とは、第1インピーダンスと第3インピーダンスとの中間点と、第2インピーダンスと第4インピーダンスとの中間点との電圧差である。つまり、検出部は、この電圧差に基づき、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定方向への相対変位量を検出する。
変形吸収材は、第1部材及び/又は第2部材と第1の導電性粘弾性部材との間、並びに、第1部材及び/又は第2部材と第2の導電性粘弾性部材との間に配置され、且つ、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材のバネ定数よりも小さなバネ定数からなる。
そして、第2の導電性粘弾性部材と第1の導電性粘弾性部材とは、第2部材を挟むように、第1の導電性粘弾性部材に対して所定軸方向に対向配置される。
The detection unit detects a relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member with respect to the first member based on the bridge output voltage of the Wheatstone bridge circuit. Here, the bridge output voltage is a voltage difference between an intermediate point between the first impedance and the third impedance and an intermediate point between the second impedance and the fourth impedance. That is, the detection unit detects a relative displacement amount in the predetermined direction from the reference position of the second member with respect to the first member based on the voltage difference.
The deformation absorber is between the first member and / or the second member and the first conductive viscoelastic member, and between the first member and / or the second member and the second conductive viscoelastic member. And a spring constant smaller than that of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member.
Then, the second conductive viscoelastic member and the first conductive viscoelastic member are disposed to face the first conductive viscoelastic member in a predetermined axial direction so as to sandwich the second member.
上述したように構成される変位量検出装置は、以下のように動作する。まず、第1部材と第2部材とが相対変位することにより、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が引張圧縮変形をする。特に、第1部材に対して第2部材が所定軸方向へ相対変位した場合には、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材の一方が引張変形し、他方が圧縮変形する。つまり、この場合には、引張変形をする導電性粘弾性部材のインピーダンスは大きくなる。一方、圧縮変形をする導電性粘弾性部材のインピーダンスは小さくなる。 The displacement amount detection apparatus configured as described above operates as follows. First, when the first member and the second member are relatively displaced, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member undergo tensile deformation. In particular, when the second member is relatively displaced in the predetermined axial direction with respect to the first member, one of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member is tensilely deformed and the other is compressed. Deform. That is, in this case, the impedance of the conductive viscoelastic member that undergoes tensile deformation increases. On the other hand, the impedance of the conductive viscoelastic member that undergoes compressive deformation is reduced.
ここで、上述したように、ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧は、第1インピーダンスと第3インピーダンスとの中間点と、第2インピーダンスと第4インピーダンスとの中間点との電圧差である。そして、第1〜第4インピーダンスのうち選択された2個のインピーダンスが、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンス及び第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスである。 Here, as described above, the bridge output voltage of the Wheatstone bridge circuit is a voltage difference between an intermediate point between the first impedance and the third impedance and an intermediate point between the second impedance and the fourth impedance. The two impedances selected from the first to fourth impedances are the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member.
従って、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンス及び第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスがそれぞれ大小異なる変化をすることにより、ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧が変化する。このように変化するブリッジ出力電圧に基づき、検出部は第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。 Therefore, when the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member change in magnitude, the bridge output voltage of the Wheatstone bridge circuit changes. Based on the bridge output voltage that changes in this way, the detection unit can detect the amount of relative displacement in the predetermined axial direction from the reference position of the second member relative to the first member.
一方、第1部材に対して第2部材が上述した所定軸方向とは異なる方向へ相対変位した場合には、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材との両方が、同じ変形をすることがある。例えば、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が、共に引張変形をしたり、共に圧縮変形をしたりすることがある。このように、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材の何れもが同じ変形をする場合には、それぞれのインピーダンスは同じように変化する。つまり、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとが、それぞれ大小異なる変化をしない。この場合、ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧は、変化しないようにできる。 On the other hand, when the second member is relatively displaced with respect to the first member in a direction different from the predetermined axial direction described above, both the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are The same deformation may occur. For example, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member may both undergo tensile deformation or compressive deformation together. In this way, when both the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are deformed in the same manner, the respective impedances change in the same manner. That is, the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member do not change different from each other. In this case, the bridge output voltage of the Wheatstone bridge circuit can be prevented from changing.
なお、第1部材に対して第2部材が所定軸方向とは異なる方向へ相対変位した場合に、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材とが同じ変形をしないような場合もある。このような場合であっても、第1部材に対して第2部材が所定軸方向へ相対変位した場合におけるブリッジ出力電圧の変化と、第1部材に対して第2部材が所定軸方向とは異なる方向へ相対変位した場合におけるブリッジ出力電圧の変化とは、異なる挙動となる。 When the second member is relatively displaced with respect to the first member in a direction different from the predetermined axial direction , the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member do not deform the same. In some cases. Even in such a case, the change in the bridge output voltage when the second member is relatively displaced in the predetermined axial direction with respect to the first member, and the second member is in the predetermined axial direction with respect to the first member. A change in the bridge output voltage in the case of relative displacement in different directions behaves differently.
このように、上述した何れの場合であっても、第1部材に対して第2部材が所定軸方向へ相対変位した場合におけるブリッジ出力電圧と、第1部材に対して第2部材が所定軸方向とは異なる方向へ相対変位した場合におけるブリッジ出力電圧とが、それぞれ異なる挙動を示す。従って、このような挙動を示すブリッジ出力電圧を利用することで、第1部材に対する第2部材が所定軸方向への相対変位量を抽出することができる。
特に、第2の導電性粘弾性部材と第1の導電性粘弾性部材とが、第2部材を挟むように、第1の導電性粘弾性部材に対して所定軸方向に対向配置されるようにしている。つまり、第1の導電性粘弾性部材の一端側と第2の導電性粘弾性部材の一端側との間に、第2部材が配置されることになる。そして、第1の導電性粘弾性部材の他端側及び第2の導電性粘弾性部材の他端側が、第1部材に連結されている。さらに、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材とを結ぶ直線が、所定軸方向となるようにされている。
これにより、第1部材に対して第2部材が所定軸方向に相対変位した場合には、確実に第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材の何れか一方が圧縮変形をし、他方が引張変形をする。従って、第1部材に対して第2部材が所定軸方向に相対変位した場合には、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスの差は、変化する。そして、第1部材に対して第2部材が所定軸に直交する方向へ相対変位する場合には、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が同じ変形をする。従って、第1部材に対して第2部材が所定軸に直交する方向へ相対変位する場合には、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとの差は変化しない。さらに、第1部材に対して第2部材が所定軸回り又は所定軸に直交する軸回りに回転する場合にも、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が同じ変形をする。従って、第1部材に対して第2部材が所定軸回り又は所定軸に直交する軸回りに回転する場合にも、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとの差は変化しない。
つまり、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材との間に第2部材を配置するようにすることで、第1部材に対して第2部材が所定軸方向以外の方向へ相対変位する場合であっても、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を確実に検出することができる。すなわち、第1部材に対して第2部材が所定軸方向以外の方向への相対変位に影響を受けることなく、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。
また、変形吸収材を備えることにより、第1部材に対して第2部材が大きく変位するような場合には、変形吸収材が大きく変形し、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材の変形量を小さくすることができる。特に、第1部材に対して第2部材が所定軸方向以外の方向へ変位する場合に、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が受ける影響を小さくすることができる。そして、変形吸収材のバネ定数が、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材のバネ定数よりも小さくすることで、変形吸収材の変形が、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材へほとんど影響を及ぼさないようにすることができる。従って、より確実に検出対象である第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。
Thus, in any case described above, the bridge output voltage when the second member is relatively displaced in the predetermined axial direction with respect to the first member, and the second member is the predetermined axis with respect to the first member. The bridge output voltage in the case of relative displacement in a direction different from the direction exhibits different behaviors. Therefore, by using the bridge output voltage exhibiting such behavior, the relative displacement amount of the second member relative to the first member in the predetermined axial direction can be extracted.
In particular, the second conductive viscoelastic member and the first conductive viscoelastic member are arranged to face the first conductive viscoelastic member in a predetermined axial direction so as to sandwich the second member. I have to. That is, the second member is disposed between one end side of the first conductive viscoelastic member and one end side of the second conductive viscoelastic member. The other end side of the first conductive viscoelastic member and the other end side of the second conductive viscoelastic member are connected to the first member. Further, a straight line connecting the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member is set to a predetermined axial direction.
Accordingly, when the second member is relatively displaced in the predetermined axial direction with respect to the first member, either the first conductive viscoelastic member or the second conductive viscoelastic member is surely compressed and deformed. And the other undergoes tensile deformation. Therefore, when the second member is displaced relative to the first member in the predetermined axial direction, the difference between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member changes. . When the second member is displaced relative to the first member in a direction perpendicular to the predetermined axis, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are deformed in the same manner. Therefore, when the second member is displaced relative to the first member in a direction perpendicular to the predetermined axis, the difference between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member. Does not change. Furthermore, even when the second member rotates about a predetermined axis or about an axis orthogonal to the predetermined axis with respect to the first member, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are deformed in the same manner. do. Therefore, even when the second member rotates about the predetermined axis or about the axis orthogonal to the predetermined axis with respect to the first member, the impedance of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member The difference from the impedance does not change.
That is, by arranging the second member between the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member, the second member is located in a direction other than the predetermined axial direction with respect to the first member. Even in the case of relative displacement in the direction, the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member relative to the first member can be reliably detected. That is, the relative displacement in the predetermined axial direction from the reference position of the second member relative to the first member is detected without being affected by the relative displacement in the direction other than the predetermined axial direction with respect to the first member. can do.
Further, by providing the deformation absorbing material, when the second member is largely displaced with respect to the first member, the deformation absorbing material is greatly deformed, and the first conductive viscoelastic member and the second conductive material are deformed. The amount of deformation of the viscous viscoelastic member can be reduced. In particular, when the second member is displaced in a direction other than the predetermined axial direction with respect to the first member, it is possible to reduce the influence of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. . Then, by making the spring constant of the deformation absorbent smaller than the spring constant of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member, the deformation of the deformation absorbent is changed to the first conductive viscoelastic member. The elastic member and the second conductive viscoelastic member can be hardly affected. Accordingly, it is possible to more reliably detect the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member with respect to the first member to be detected.
ここで、ホイーストン・ブリッジ回路において、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスは、以下のようにするとよい。 Here, in the Wheatstone bridge circuit, the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member may be as follows.
まず、第1部材に対して第2部材が基準位置に位置している場合において第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスは、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと略同一とする。さらに、ホイーストン・ブリッジ回路は、以下に示す第1ハーフブリッジ回路と第2ハーフブリッジ回路とを備えるようにする。この第1ハーフブリッジ回路は、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第3インピーダンスとを直列接続した回路である。第2ハーフブリッジ回路は、第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第3インピーダンスに略同一インピーダンスの第4インピーダンスとを直列接続している。さらに、第2ハーフブリッジ回路は、第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスとが直接接続されるように、第1ハーフブリッジ回路に並列接続される。さらには、第2ハーフブリッジ回路の第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第4インピーダンスとの中間点が、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第3インピーダンスとの中間点に接続される。そして、この場合に、電源は、第1ハーフブリッジ回路及び第2ハーフブリッジ回路の各両端にブリッジ入力電圧を印加し、ブリッジ出力電圧は、第1ハーフブリッジ回路及び第2ハーフブリッジ回路の各中間点の電圧差であるとする。 First, when the second member is located at the reference position with respect to the first member, the impedance of the second conductive viscoelastic member is substantially the same as the impedance of the first conductive viscoelastic member. Further, the Wheatstone bridge circuit includes a first half bridge circuit and a second half bridge circuit described below. The first half-bridge circuit is a circuit in which the impedance of the first conductive viscoelastic member and the third impedance are connected in series. The second half-bridge circuit connects in series the impedance of the second conductive viscoelastic member and the fourth impedance that is substantially the same impedance as the third impedance. Further, the second half-bridge circuit is connected in parallel to the first half-bridge circuit so that the impedance of the second conductive viscoelastic member and the impedance of the first conductive viscoelastic member are directly connected. Furthermore, an intermediate point between the impedance of the second conductive viscoelastic member and the fourth impedance of the second half bridge circuit is connected to an intermediate point between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the third impedance. The In this case, the power source applies a bridge input voltage to both ends of the first half bridge circuit and the second half bridge circuit, and the bridge output voltage is set between the first half bridge circuit and the second half bridge circuit. It is assumed that the voltage difference is a point.
これにより、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとの差が、ブリッジ出力電圧である電圧差に直接的に現われることになる。ここで、第1部材に対して第2部材が所定方向へ相対変位した場合には、上述したように、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンス及び第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスがそれぞれ大小異なる変化をする。従って、第1部材に対して第2部材が所定方向へ相対変位した場合には、ブリッジ出力電圧は、非常に大きな値となる。これに対して、第1部材に対して第2部材が所定方向とは異なる方向へ相対変位した場合には、ブリッジ出力電圧は、比較的小さな値となる。従って、このようなブリッジ出力電圧を利用することで、確実に、第1部材に対する第2部材が所定方向への相対変位量を抽出することができる。 As a result, the difference between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member appears directly in the voltage difference that is the bridge output voltage. Here, when the second member is relatively displaced in the predetermined direction with respect to the first member, the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member are as described above. Each changes differently. Therefore, when the second member is displaced relative to the first member in a predetermined direction, the bridge output voltage has a very large value. On the other hand, when the second member is displaced relative to the first member in a direction different from the predetermined direction, the bridge output voltage has a relatively small value. Therefore, by using such a bridge output voltage, it is possible to reliably extract the amount of relative displacement of the second member with respect to the first member in the predetermined direction.
また、検出部が第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出する場合には、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が、略同一変形をしたときに略同一のインピーダンスとなるようにするとよい。これにより、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとの差が、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量に、より確実に対応することになる。従って、より確実に且つ容易に、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。 Further, when the detection unit detects the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member with respect to the first member, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are: It is preferable to have substantially the same impedance when substantially the same deformation is performed. Thereby, the difference between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member is a relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member with respect to the first member. It will respond more reliably. Therefore, the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member relative to the first member can be detected more reliably and easily.
この場合、さらに、第2の導電性粘弾性部材が、第1の導電性粘弾性部材と略同一材質であり、所定軸方向に垂直な面に対して第1の導電性粘弾性部材と略面対称な形状からなるようにするとよい。つまり、第1の導電性粘弾性部材と第2の導電性粘弾性部材とは、略同一材質からなり、第2部材を挟んで略面対称な形状となっている。これにより、より確実に、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材は、略同一変形をしたときに略同一のインピーダンスとなるようにすることができる。従って、より確実に且つ容易に、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。 In this case, the second conductive viscoelastic member is substantially the same material as the first conductive viscoelastic member, and is substantially the same as the first conductive viscoelastic member with respect to a plane perpendicular to the predetermined axial direction. It is preferable to have a plane-symmetric shape. That is, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are made of substantially the same material, and have substantially plane symmetry with the second member interposed therebetween. Accordingly, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member can be made to have substantially the same impedance when deformed in substantially the same manner. Therefore, the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member relative to the first member can be detected more reliably and easily.
これにより、第1部材に対して第2部材が大きく変位するような場合には、変形吸収材が大きく変形し、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材の変形量を小さくすることができる。特に、第1部材に対して第2部材が所定軸方向以外の方向へ変位する場合に、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が受ける影響を小さくすることができる。そして、変形吸収材のバネ定数が、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材のバネ定数よりも小さくすることで、変形吸収材の変形が、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材へほとんど影響を及ぼさないようにすることができる。従って、より確実に検出対象である第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸方向への相対変位量を検出することができる。 Thereby, when the second member is largely displaced with respect to the first member, the deformation absorbing material is greatly deformed, and the deformation amount of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. Can be reduced. In particular, when the second member is displaced in a direction other than the predetermined axial direction with respect to the first member, it is possible to reduce the influence of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. . Then, by making the spring constant of the deformation absorbent smaller than the spring constant of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member, the deformation of the deformation absorbent is changed to the first conductive viscoelastic member. The elastic member and the second conductive viscoelastic member can be hardly affected. Accordingly, it is possible to more reliably detect the relative displacement amount in the predetermined axial direction from the reference position of the second member with respect to the first member to be detected.
また、本発明の変位量検出装置は、第1部材に対して第2部材が離間して配置されており、第2部材は第1部材に対して基準位置から所定軸回りの回転方向及び直交3軸のうち1以上の軸方向に相対変位可能であり、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸回りへの回転方向に相対変位する場合において、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りへの回転方向の相対変位量を検出する変位量検出装置と適用することができる。 Further, in the displacement amount detection device of the present invention, the second member is disposed so as to be separated from the first member, and the second member rotates relative to the first member from the reference position and is orthogonal to the predetermined axis. When the second member is relatively displaceable in one or more of the three axes and the second member is displaced relative to the first member in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position, the second member with respect to the first member The present invention can be applied to a displacement amount detection device that detects a relative displacement amount in a rotation direction around a predetermined axis from the reference position.
そして、この場合、以下のような構成とすることで、第1部材に対して第2部材が所定軸回りへの回転方向以外の方向(例えば、所定軸以外の軸回りの回転方向及び軸方向など)へ相対変位する場合であっても、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りへの回転方向の相対変位量を確実に検出することができる。すなわち、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りの回転方向への相対回転角度のみを確実に抽出することができる。 In this case, with the following configuration, the second member is in a direction other than the rotation direction around the predetermined axis with respect to the first member (for example, the rotation direction and the axial direction around the axis other than the predetermined axis). Even when the relative displacement is performed, the relative displacement amount in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position of the second member relative to the first member can be reliably detected. That is, it is possible to reliably extract only the relative rotation angle in the rotation direction around the predetermined axis from the reference position of the second member with respect to the first member.
具体的には、本発明の変位量検出装置は、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸回りへの回転方向に相対変位する場合において、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りへの回転方向の相対変位量を検出する変位量検出装置であって、第1部材と第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなり、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸回りへの回転方向に相対変位した場合に引張変形または圧縮変形をする第1の導電性粘弾性部材と、第1の導電性粘弾性部材に対して並列となるように第1部材と第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性粘弾性材からなり、第1部材に対して第2部材が基準位置から所定軸回りへの回転方向の相対変位した場合に第1の導電性粘弾性部材の引張圧縮変形に対して逆対称の引張圧縮変形をする第2の導電性粘弾性部材と、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材に対して並列となるように第1部材と第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなる1以上の第3の導電性粘弾性部材と、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスにより形成される第1ホイーストン・ブリッジ回路と、第1の導電性粘弾性部材、第2の導電性粘弾性部材及び第3の導電性粘弾性部材の中から、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材の組み合わせ以外の選択された2個の導電性粘弾性部材により形成された1以上の第2ホイーストン・ブリッジ回路と、第1ホイーストン・ブリッジ回路及び第2ホイーストン・ブリッジ回路へブリッジ入力電圧を印加する電源と、第1ホイーストン・ブリッジ回路及び第2ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧に基づき第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りへの回転方向の相対変位量を検出する検出部とを備える。
そして、第1ホイーストン・ブリッジ回路及び第2ホイーストン・ブリッジ回路の合計回路数は、第1部材に対して第2部材が軸方向へ相対変位可能な方向数に1加算した所定数以上に設定される。例えば、第1部材に対して第2部材が所定軸回りの回転方向と直交3軸方向へ相対変位可能な場合には、例えば、1個の第1ホイーストン・ブリッジ回路と、3個の第2ホイーストン・ブリッジ回路とを備えるようにする。
Specifically, the displacement amount detection device of the present invention provides a reference for the second member relative to the first member when the second member is displaced relative to the first member in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position. A displacement amount detecting device for detecting a relative displacement amount in a rotational direction from a position around a predetermined axis, wherein the first member and the second member are elastically connected, and the conductive viscoelasticity whose impedance changes according to deformation A first conductive viscoelastic member made of a material, which undergoes tensile deformation or compression deformation when the second member is displaced relative to the first member in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position; The first member and the second member are elastically connected so as to be in parallel with the conductive viscoelastic member, and are made of a conductive viscoelastic material whose impedance changes in accordance with the deformation. The phase of the rotation direction of the member around the specified axis from the reference position A second conductive viscoelastic member that undergoes tensile and compressive deformation that is inversely symmetric with respect to the tensile and compressive deformation of the first conductive viscoelastic member when displaced, the first conductive viscoelastic member, and the second conductive material; One or more third conductive viscoelastic materials made of a conductive viscoelastic material that elastically connects the first member and the second member so as to be in parallel with the elastic viscoelastic member and whose impedance changes according to deformation. A first Wheatstone bridge circuit formed by the impedance of the elastic member, the first conductive viscoelastic member, and the second conductive viscoelastic member; the first conductive viscoelastic member; Formed by two selected conductive viscoelastic members other than the combination of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member among the viscoelastic member and the third conductive viscoelastic member One or more second Wheatstone bridge circuits, and A power source for applying a bridge input voltage to the Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit, and a second power for the first member based on the bridge output voltage of the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit. A detection unit that detects a relative displacement amount in a rotation direction around a predetermined axis from a reference position of the member.
The total number of the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit is equal to or greater than a predetermined number obtained by adding 1 to the number of directions in which the second member can be displaced relative to the first member in the axial direction. Is set. For example, when the second member can be displaced relative to the first member in the three axial directions orthogonal to the rotational direction around the predetermined axis, for example, one first Wheatstone bridge circuit and three first members 2 Wheatstone bridge circuit.
さらに、検出部は、基準電圧ベクトル記憶部と、実電圧ベクトル検出部と、寄与度算出部と、変位量算出部とを備える。基準電圧ベクトル記憶部は、第1部材に対する第2部材のそれぞれの方向への相対変位に応じて出力される前記所定数以上のブリッジ出力電圧である基準電圧ベクトルを予め記憶する。実電圧ベクトル検出部は、実際の第1部材に対する第2部材の相対変位に応じて出力される前記所定数以上のブリッジ出力電圧である実電圧ベクトルを検出する。寄与度算出部は、基準電圧ベクトル及び実電圧ベクトルに基づき、実電圧ベクトルに含まれる所定軸回りの回転方向及び軸方向それぞれの成分に関する寄与度を算出する。変位量算出部は、所定軸回りの回転方向の成分に関する寄与度及び基準電圧ベクトル記憶部に記憶された所定軸回りの回転方向に関する基準電圧ベクトルに基づき、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りの回転方向への相対変位量を算出する。 The detection unit further includes a reference voltage vector storage unit, an actual voltage vector detection unit, a contribution calculation unit, and a displacement calculation unit. The reference voltage vector storage unit stores in advance a reference voltage vector which is the predetermined number or more of bridge output voltages output in accordance with the relative displacement of the second member in the respective directions with respect to the first member. The actual voltage vector detection unit detects an actual voltage vector that is a bridge output voltage of the predetermined number or more that is output according to the relative displacement of the second member with respect to the actual first member. The contribution calculation unit calculates contributions related to the rotation direction around the predetermined axis and the components in the axial direction included in the actual voltage vector based on the reference voltage vector and the actual voltage vector. The displacement amount calculation unit is configured to determine the reference position of the second member relative to the first member based on the contribution related to the rotation direction component around the predetermined axis and the reference voltage vector related to the rotation direction around the predetermined axis stored in the reference voltage vector storage unit. To calculate the relative displacement amount in the rotation direction around the predetermined axis.
また、検出部が第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りの回転方向への相対変位量を検出する場合には、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材が、略同一変形をしたときに略同一のインピーダンスとなるようにするとよい。これにより、第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスとの差が、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りの回転方向への相対回転角度に、より確実に対応することになる。従って、より確実に且つ容易に、第1部材に対する第2部材の基準位置から所定軸回りの回転方向への相対回転角度を検出することができる。 In addition, when the detection unit detects the relative displacement amount in the rotation direction around the predetermined axis from the reference position of the second member with respect to the first member, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelasticity. It is preferable that the members have substantially the same impedance when subjected to substantially the same deformation. Thereby, the difference between the impedance of the first conductive viscoelastic member and the impedance of the second conductive viscoelastic member is a relative rotation in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position of the second member relative to the first member. The angle will be handled more reliably. Accordingly, the relative rotation angle in the rotation direction around the predetermined axis from the reference position of the second member relative to the first member can be detected more reliably and easily.
ここで、上述した本発明の変位量検出装置において、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材は、それぞれ複数からなるようにしてもよい。例えば、第1部材に対して第2部材が直交3軸方向へ相対変位可能な場合において、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材を3個ずつ備えるようにする。そして、それぞれの第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材は、第2部材を挟むように、直交3軸方向にそれぞれ対向配置する。そうすることで、それぞれの第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材により、第1部材に対する第2部材の基準位置から直交3軸方向への相対変位量を検出することができる。また、例えば、第1部材に対して第2部材が直交3軸回りの回転方向へ相対変位(相対回転)可能な場合において、第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材を少なくとも3個ずつ備えるようにする。そして、それぞれの第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材は、直交3軸回りの回転方向へ相対回転したそれぞれの場合に、逆対称の引張圧縮変形をするようにする。そうすることで、それぞれの第1の導電性粘弾性部材及び第2の導電性粘弾性部材により、第1部材に対する第2部材の基準位置から直交3軸方向への相対回転角度を検出することができる。 Here, in the displacement detection device of the present invention described above, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member may each be composed of a plurality. For example, when the second member is relatively displaceable in the three orthogonal directions relative to the first member, three first conductive viscoelastic members and three second conductive viscoelastic members are provided. And each 1st electroconductive viscoelastic member and 2nd electroconductive viscoelastic member are each opposingly arranged in the orthogonal three-axis direction so that the 2nd member may be pinched | interposed. By doing so, the relative displacement amount in the orthogonal three-axis direction from the reference position of the second member relative to the first member is detected by each of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. Can do. In addition, for example, when the second member can be relatively displaced (relatively rotated) in the rotation direction around three orthogonal axes with respect to the first member, the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. So that at least three are provided. And each 1st electroconductive viscoelastic member and 2nd electroconductive viscoelastic member are made to carry out an antisymmetric tension compression deformation in each case rotated relatively to the rotation direction of the orthogonal 3 axis | shafts. . By doing so, the relative rotation angle in the orthogonal three-axis direction from the reference position of the second member relative to the first member is detected by each of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member. Can do.
本発明の変位量検出装置によれば、異方性を有しないゴムセンサなどの粘弾性部材を用いて、相対変位する2部材の所定方向の相対変位量を検出することができる。 According to the displacement amount detection device of the present invention, it is possible to detect the relative displacement amount in the predetermined direction of the two members that are relatively displaced by using a viscoelastic member such as a rubber sensor having no anisotropy.
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.
(1)第1実施形態:軸方向の相対変位量を検出する変位量検出装置
第1実施形態の変位量検出装置30は、第1部材10に対して第2部材20が基準位置から所定軸方向へ変位した相対変位量を検出する装置である。第1実施形態の変位量検出装置30の構成について、図1〜図4を参照して説明する。図1は、第1実施形態の変位量検出装置30の機械構成部分を示す図である。図2及び図3は、第1実施形態の変位量検出装置30の機械構成部分の動作を示す図である。図4は、第1実施形態の変位量検出装置30の回路構成部分を示す図である。ここで、第1実施形態の変位量検出装置30は、第1部材10に対して第2部材20が図1の上下方向へ変位した相対変位量を検出する装置としている。
(1) 1st Embodiment: Displacement amount detection apparatus which detects the relative displacement amount of an axial direction The displacement
(1.1)第1部材10及び第2部材20の説明
まず、第1部材10及び第2部材20について、図1を参照して説明する。第1部材10は、略矩形形状の枠体である。そして、この第1部材10は、例えば、他の部材(図示せず)に固定された固定枠とする。第2部材20は、例えば略直方体形状からなり、第1部材10の枠状の中央に配置されている。ここで、第1部材10に対して第2部材20が図1の状態に存在する位置が、第1部材10に対する第2部材20の基準位置とする。また、第2部材20は、第1部材10の枠内において、第1部材10に対して図1の上下方向、左右方向、及び前後方向の直交3軸方向へ相対変位可能とされている。さらに、第2部材20は、第1部材10に対して僅かな角度だけ回転可能でもある。つまり、第2部材20は、基準位置から、図1の上下方向、左右方向、前後方向、及び回転方向へ変位可能である。
(1.1) Description of the
(1.2)変位量検出装置30の機械構成部分についての説明
次に、第1実施形態の変位量検出装置30の機械構成部分について、図1〜図3を参照して説明する。図1に示すように、第1実施形態の変位量検出装置30の機械構成部分は、第1導電性粘弾性部材31と、第2導電性粘弾性部材32と、第1電極33と、第2電極34と、第3電極35と、第4電極36とから構成される。
(1.2) Description of Mechanical Component Part of
第1導電性粘弾性部材31は、略円柱状であって、導電性の粘弾性材からなる。導電性の粘弾性材とは、本実施形態においては、ゴム又はシリコン中に金属粉末等の導電性粒子を分散させたものである。そして、この第1導電性粘弾性部材31の柱方向(図1の上下方向)の長さは、第2部材20が基準位置に位置する場合において、第1部材10の図1の上辺部分の内側面と第2部材20の図1の上側面との離間距離にほぼ等しい長さとしている。
The first
この第1導電性粘弾性部材31の上端面には、略円盤状の第1電極33が固定されている。そして、第1電極33は、第1部材10の図1の上辺部分の内側面の左右方向ほぼ中央に固定されている。つまり、第1導電性粘弾性部材31の上端面は、第1電極33を介して、第1部材10の図1の上辺部分の内側面に連結固定されている。また、第1導電性粘弾性部材31の下端面には、略円盤状の第2電極34が固定されている。そして、第2電極34は、第2部材20の図1の上側面の左右方向ほぼ中央に固定されている。つまり、第1導電性粘弾性部材31の下端面は、第2電極34を介して、第2部材20の図1の上側面に連結固定されている。従って、第2部材20が基準位置に位置している場合には、第1導電性粘弾性部材31は、図1の上下方向に向かって延伸するように、第1部材10と第2部材20の間に配置されている。
A substantially disk-shaped
そして、第1導電性粘弾性部材31は、第2部材20が基準位置から変位することに伴って変形する。つまり、第1導電性粘弾性部材31は、第2部材20の基準位置からの変位方向に応じて、圧縮変形をしたり、引張変形をしたりする。ここで、第2部材20が基準位置に位置する場合における第1導電性粘弾性部材31の状態を第1導電性粘弾性部材31の基準状態という。
The first
また、第1導電性粘弾性部材31のうち第1電極33と第2電極34との間の抵抗(又は、インピーダンス)R1(以下、「第1抵抗R1」という)は、第1導電性粘弾性部材31の変形に応じて異なる。具体的には、第1導電性粘弾性部材31が基準状態から圧縮変形をする場合には、当該第1抵抗R1は小さくなる。これは、第1導電性粘弾性部材31内に分散されている導電性粒子間が近接することによるものである。一方、第1導電性粘弾性部材31が基準状態から引張変形をする場合には、当該第1抵抗R1は大きくなる。これは、第1導電性粘弾性部材31内に分散されている導電性粒子間が拡大することによるものである。
In addition, the resistance (or impedance) R1 (hereinafter referred to as “first resistance R1”) between the
第2導電性粘弾性部材32は、第1導電性粘弾性部材31と略同一形状の略円柱状からなる。さらに、第2導電性粘弾性部材32は、第1導電性粘弾性部材31と略同一材質の導電性の粘弾性材からなる。そして、この第2導電性粘弾性部材32の柱方向(図1の上下方向)の長さは、第2部材20が基準位置に位置する場合において、第1部材10の図1の下辺部分の内側面と第2部材20の図1の下側面との離間距離にほぼ等しい長さとしている。
The second
この第2導電性粘弾性部材32の下端面には、略円盤状の第3電極35が固定されている。そして、第3電極35は、第1部材10の図1の下辺部分の内側面の左右方向ほぼ中央に固定されている。つまり、第2導電性粘弾性部材32の下端面は、第3電極35を介して、第1部材10の図1の下辺部分の内側面に連結固定されている。また、第2導電性粘弾性部材32の上端面には、略円盤状の第4電極36が固定されている。そして、第4電極36は、第2部材20の図1の下側面の左右方向ほぼ中央に固定されている。つまり、第2導電性粘弾性部材32の上端面は、第4電極36を介して、第2部材20の図1の下側面に連結固定されている。従って、第2部材20が基準位置に位置している場合には、第2導電性粘弾性部材32は、図1の上下方向に向かって延伸するように、第1部材10と第2部材20の間に配置されている。
A substantially disk-shaped
上述したように配置することで、第2導電性粘弾性部材32は、第1導電性粘弾性部材31とにより第2部材20を挟むように、第1導電性粘弾性部材31に対して図1の上下方向に対向配置されることになる。つまり、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32との間に第2部材20が配置され、且つ、第1導電性粘弾性部材31、第2部材20、及び第2導電性粘弾性部材32が、図1の上下方向に直線上に配置されている。さらには、第2導電性粘弾性部材32は、図1の上下方向に垂直な面に対して、第1導電性粘弾性部材31と略面対称な形状となるようにされている。
By arranging as described above, the second
そして、第2導電性粘弾性部材32は、第2部材20が基準位置から変位することに伴って変形する。つまり、第2導電性粘弾性部材32は、第2部材20の基準位置からの変位方向に応じて、圧縮変形をしたり、引張変形をしたりする。ここで、第2部材20が基準位置に位置する場合における第2導電性粘弾性部材32の状態を第2導電性粘弾性部材32の基準状態という。
The second
また、第2導電性粘弾性部材32のうち第3電極35と第4電極36との間の抵抗(又は、インピーダンス)R2(以下、「第2抵抗R2」という)は、第2導電性粘弾性部材32の変形に応じて異なる。具体的には、第2導電性粘弾性部材32が基準状態から圧縮変形をする場合には、当該第2抵抗R2は小さくなる。これは、第2導電性粘弾性部材32内に分散されている導電性粒子間が近接することによるものである。一方、第2導電性粘弾性部材32が基準状態から引張変形をする場合には、当該第2抵抗R2は大きくなる。これは、第2導電性粘弾性部材32内に分散されている導電性粒子間が拡大することによるものである。
In addition, the resistance (or impedance) R2 (hereinafter referred to as “second resistance R2”) between the
ここで、第2導電性粘弾性部材32は、上述したように、第1導電性粘弾性部材31と略同一形状及び略同一材質からなる。従って、第2部材20が基準位置に位置している場合において、第1導電性粘弾性部材31の第1抵抗R1と第2導電性粘弾性部材32の第2抵抗R2とは略同一の抵抗となる。さらに、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32とが略同一変形をしたときには、第1抵抗R1と第2抵抗R2とは、略同一の抵抗となる。
Here, as described above, the second
このような構成からなる変位量検出装置30の機械構成部分は、第2部材20が変位した場合に、以下のようになる。まず、第2部材20が基準位置から図1の上下方向へ変位する場合について、図2を参照して説明する。図2に示すように、第2部材20が図1の上側へ変位する場合には、第1導電性粘弾性部材31は圧縮変形をし、第2導電性粘弾性部材32は引張変形をする。この場合、第1抵抗R1は小さくなるのに対して、第2抵抗R2は大きくなる。さらに、第2部材20の基準位置から図1の上側への変位量が大きくなるほど、第1抵抗R1はさらに小さくなり、第2抵抗R2はさらに大きくなる。
The mechanical components of the
一方、第2部材20が図1の下側へ変位する場合には、第1導電性粘弾性部材31は引張変形をし、第2導電性粘弾性部材32は圧縮変形をする。この場合、第1抵抗R1は大きくなるのに対して、第2抵抗R2は小さくなる。さらに、第2部材20の基準位置から図1の下側への変位量が大きくなるほど、第1抵抗R1はさらに大きくなり、第2抵抗R2はさらに小さくなる。
On the other hand, when the
つまり、第2部材20が図1の上下方向へ変位する場合には、第2導電性粘弾性部材32は、第1導電性粘弾性部材31の引張圧縮変形とは逆対称の引張圧縮変形をする。そして、第2部材20の図1の上下方向への変位量が大きいほど、第1抵抗R1及び第2抵抗R2は、より大きく又はより小さくなる。従って、第2部材20が基準位置からの図1の上下方向への変位量が大きいほど、第1抵抗R1と第2抵抗R2の差が大きくなる。
That is, when the
次に、第2部材20が図1の左右方向へ変位する場合について、図3を参照して説明する。図3に示すように、第2部材20が図1の左側へ変位する場合には、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、共に引張変形をする。具体的には、この場合、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32は、変形前も変形後も、図1の上下方向に垂直な面に対して面対称となる形状を維持する。つまり、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32とは、同じ引張変形をしていることになる。このとき、第1抵抗R1と第2抵抗R2は、共に小さくなる。そして、第1抵抗R1と第2抵抗R2は、同じ抵抗となる。
Next, the case where the
そして、第2部材20が図1の右側へ変位する場合にも、第2部材20が図1の左側へ変位する場合と同じように、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、共に引張変形をする。従って、この場合の第1抵抗R1及び第2抵抗R2は、共に小さくなり、同じ抵抗となる。
When the
さらに、第2部材20が図1の前後方向へ変位する場合にも、第2部材20が図1の左右方向へ変位する場合と同じように、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、共に引張変形をする。従って、この場合の第1抵抗R1及び第2抵抗R2は、共に小さくなり、同じ抵抗となる。
Further, when the
また、第2部材20が図1の時計回り方向へ回転変位する場合には、以下のようになる。第2部材20が図1の時計回り方向へ回転変位する場合には、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、共に引張変形をする。具体的には、この場合、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32とは、回転軸を中心に点対称となる形状に変形をする。つまり、第1導電性粘弾性部材31と第2導電性粘弾性部材32とは、同じ引張変形をしていることになる。このとき、第1抵抗R1と第2抵抗R2は、共に小さくなり、同じ抵抗となる。
Further, when the
さらに、第2部材20が図1の反時計回り方向へ回転変位する場合、図1の左右方向軸回りに回転する場合、図1の上下方向軸回りに回転変位する場合にも、第2部材20が図1の時計回り方向へ回転変位する場合と同じように、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、共に引張変形をする。従って、この場合の第1抵抗R1及び第2抵抗R2は、共に小さくなり、同じ抵抗となる。
Further, when the
(1.3)変位量検出装置30の回路構成部分についての説明
次に、第1実施形態の変位量検出装置30の回路構成部分について、図4を参照して説明する。図4に示すように、第1実施形態の変位量検出装置30の回路構成部分は、ホイーストン・ブリッジ回路41と、直流電源42と、ブリッジ出力電圧検出部43と、変位量検出部44とから構成される。
(1.3) Description of Circuit Configuration Portion of
ホイーストン・ブリッジ回路41は、第1ハーフブリッジ回路411と、第2ハーフブリッジ回路412とから構成される。第1ハーフブリッジ回路411は、第1導電性粘弾性部材31の第1抵抗R1と、第3抵抗R3とを直列接続している。具体的には、第2電極34と第3抵抗R3の一端側とを電気的に直接接続している。第2ハーフブリッジ回路412は、第2導電性粘弾性部材32の第2抵抗R2と、第4抵抗R4とを直列接続している。具体的には、第4電極36と第4抵抗R4の一端側とを電気的に直接接続している。ここで、第3抵抗R3と第4抵抗R4は、同一の抵抗を用いている。さらに、第3抵抗R3及び第4抵抗R4は、第1抵抗R1及び第2抵抗R2よりも非常に大きな抵抗としている。
The
そして、第1ハーフブリッジ回路411と第2ハーフブリッジ回路412とは、並列接続されている。具体的には、第1導電性粘弾性部材31の一端側と第2導電性粘弾性部材32の一端側とが直接接続されている。さらに具体的には、第1電極33と第3電極35とが直接接続され、且つ、第3抵抗R3の他端側と第4抵抗R4の他端側とが直接接続されている。
The first half bridge circuit 411 and the second
さらに、第1ハーフブリッジ回路411の中間点と第2ハーフブリッジ回路412の中間点とが接続されている。具体的には、第1導電性粘弾性部材31の他端側と第3抵抗R3との間が、第2導電性粘弾性部材32の他端側と第4抵抗R4との間に電気的に接続されている。さらに具体的には、第2電極34と第4電極36とが電気的に接続されている。
Further, the midpoint of the first half bridge circuit 411 and the midpoint of the second
直流電源42は、ホイーストン・ブリッジ回路41へブリッジ入力電圧V1を印加する。具体的には、直流電源42は、ホイーストン・ブリッジ回路41の各両端へブリッジ入力電圧V1を印加する。さらに具体的には、直流電源42の正極側が、第1電極33及び第3電極35に接続されている。また、直流電源42の負極側が、第3抵抗R3の他端側及び第4抵抗R4の他端側に接続されている。
The
ブリッジ出力電圧検出部43は、ホイーストン・ブリッジ回路41のブリッジ出力電圧V2を検出する。このブリッジ出力電圧V2とは、第1ハーフブリッジ回路411の中間点と第2ハーフブリッジ回路412の中間点とを接続する部分の電圧である。すなわち、ブリッジ出力電圧V2は、第1ハーフブリッジ回路411及び第2ハーフブリッジ回路412の各中間点の電圧差となる。ここでは、ブリッジ出力電圧V2は、第1ハーフブリッジ回路411の中間点の電圧から第2ハーフブリッジ回路412の中間点の電圧を差し引いた電圧としている。
The bridge
変位量検出部44(本発明における検出部)は、ブリッジ出力電圧検出部43により検出されたブリッジ出力電圧V2を入力する。そして、変位量検出部44は、入力されたブリッジ出力電圧V2に基づき、第2部材20が基準位置から図1の上下方向への変位量を求める。
The displacement detection unit 44 (detection unit in the present invention) receives the bridge output voltage V2 detected by the bridge output
以下に、変位量検出部44がブリッジ出力電圧V2に基づき第2部材20が基準位置から図1の上下方向への変位量を求める方法について、具体的に説明する。
Hereinafter, a method in which the displacement
まず、ブリッジ出力電圧V2は、数1のように示すことができる。 First, the bridge output voltage V2 can be expressed as Equation 1.
ここで、第2部材20が基準位置に位置している場合における第1抵抗R1(0)及び第2抵抗R2(0)は等しいので、ブリッジ出力電圧V2は零となる。つまり、数2のように示すことができる。
Here, since the first resistor R1 (0) and the second resistor R2 (0) are equal when the
そして、第2部材20が基準位置から変位する場合には、上述したように、第2部材20の変位に応じて、第1抵抗R1及び第2抵抗R2が変化する。ここで、第2部材20が基準位置から図1の上下方向への変位、図1の左右方向への変位、図1の前後方向への変位、及び、回転方向への変位をそれぞれ行う場合に、第1抵抗R1及び第2抵抗R2はそれぞれの変位について線形性を有している領域が存在する。第1抵抗R1及び第2抵抗R2が線形性を有する領域は、例えば、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32の歪が10%以下となる領域である。この領域内であれば、第2部材20が変位することに伴う第1抵抗R1の変化ΔR1及び第2抵抗R2の変化ΔR2は、数3のように示すことができる。
When the
ここで、上述したように、第2部材20が図1の左右方向、前後方向、及び回転方向へ変位する場合には、第1抵抗R1及び第2抵抗R2は同じ抵抗となる。すなわち、これらの関係は、数4のように示すことができる。
Here, as described above, when the
さらに、上述したように、第3抵抗R3及び第4抵抗R4は、第1抵抗R1及び第2抵抗R2よりも非常に大きな抵抗としている。すなわち、数5に示すような関係となる。従って、第1抵抗R1、第2抵抗R2、第3抵抗R3、及び第4抵抗R4は、数6に示すような関係となる。 Furthermore, as described above, the third resistor R3 and the fourth resistor R4 are much larger than the first resistor R1 and the second resistor R2. That is, the relationship shown in Equation 5 is obtained. Therefore, the first resistor R1, the second resistor R2, the third resistor R3, and the fourth resistor R4 have a relationship as shown in Equation 6.
以上より、数1〜数6をまとめると、ブリッジ出力電圧V2は、数7のように示すことができる。 From the above, when Equations 1 to 6 are put together, the bridge output voltage V2 can be expressed as Equation 7.
このように、ブリッジ出力電圧V2は、第2部材20が基準位置から図1の上下方向のみへ変位することによる第1抵抗R1の変化ΔR11と第2抵抗R2の変化ΔR21との差として表される。つまり、ブリッジ出力電圧V2は、第2部材20が基準位置から図1の左右方向、前後方向、及び回転方向への変位による影響を受けない。従って、第2部材20が基準位置から種々の方向へ変位した場合であっても、ブリッジ出力電圧V2は、第2部材20が基準位置から図1の上下方向への変位による影響分のみを抽出できる。
As described above, the bridge output voltage V2 is expressed as a difference between the change ΔR11 of the first resistor R1 and the change ΔR21 of the second resistor R2 due to the
そして、第2部材20が基準位置から図1の上側へ変位した場合において、第1抵抗R1は小さくなり、第2抵抗R2は大きくなる。つまり、第1抵抗R1の変化ΔR11から第2抵抗R2の変化ΔR21を差し引いた値は、負の値となる。さらに、第2部材20が基準位置から図1の上側への変位量が大きくなるほど、第1抵抗R1の変化ΔR11と第2抵抗R2の変化ΔR21との差は大きくなる。
When the
また、第2部材20が基準位置から図1の下側へ変位した場合において、第1抵抗R1は大きくなり、第2抵抗R2は小さくなる。つまり、第1抵抗R1の変化ΔR11から第2抵抗R2の変化ΔR21を差し引いた値は、正の値となる。さらに、第2部材20が基準位置から図1の下側への変位量が大きくなるほど、第1抵抗R1の変化ΔR11と第2抵抗R2の変化ΔR21との差は大きくなる。
Further, when the
つまり、ブリッジ出力電圧V2は、第2部材20が基準位置から図1の上下方向へ変位した変位量に相当する。従って、ブリッジ出力電圧V2の単位系を変換することで、第2部材20の基準位置からの図1の上下方向への変位量を求めることができる。
That is, the bridge output voltage V2 corresponds to the amount of displacement of the
なお、第1部材10に対する第2部材20の基準位置から所定軸方向への相対変位量を求めることができれば、その相対変位量を利用して、加速度、荷重などを算出することができる。
If the relative displacement amount in the predetermined axis direction from the reference position of the
(2)第1実施形態の変形態様
(2.1)上記実施形態においては、第1抵抗R1及び第2抵抗R2が線形性を有する領域内であることを前提に説明した。ただし、第1部材10に対する第2部材20の変位量が大きい場合には、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32が大きく変形し、第1抵抗R1及び第2抵抗R2が線形性を有しない領域となる場合がある。そのような場合には、変位量検出装置50は、例えば図5に示すような構成としてもよい。図5に示すように、変位量検出装置50は、変形吸収材51をさらに備える。つまり、第1導電性粘弾性部材31の上端面に固定された第1電極33が、変形吸収材51を介して第1部材10に連結固定されるようにする。さらに、第2導電性粘弾性部材32の下端面に固定された第3電極35が、変形吸収材51を介して第1部材10に連結固定されるようにする。
(2) Modifications of the First Embodiment (2.1) In the above embodiment, the first resistor R1 and the second resistor R2 have been described on the assumption that they are in a region having linearity. However, when the displacement amount of the
これにより、第1部材10に対して第2部材20が大きく変位するような場合には、変形吸収材51が大きく変形し、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32の変形量は小さくすることができる。従って、第1抵抗R1及び第2抵抗R2が線形性を有する領域となるように、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32の変形量を規定することができる。このとき、変形吸収材51のバネ定数K2と第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32バネ定数K1との関係は、例えば数8のようにするとよい。
Thereby, when the
このような関係とすることにより、変形吸収材51の変形が、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32の変形にほとんど影響を及ぼさないようにすることができる。さらに、上記実施形態における第2部材20の図1の上下方向以外の変形による影響を小さくすることができる。これにより、より確実に検出対象である方向への第2部材20の変位量を検出することができる。
With such a relationship, the deformation of the
なお、図5においては、変形吸収材51は、第1導電性粘弾性部材31と第1部材10との間、及び、第2導電性粘弾性部材32と第1部材10との間に配置したが、これに限られるものではない。例えば、第1導電性粘弾性部材31と第2部材20との間、及び、第2導電性粘弾性部材32と第2部材20との間に配置してもよい。
In FIG. 5, the
(2.2)直交3軸方向の相対変位量を検出する変位量検出装置
上記実施形態においては、第1部材10に対する第2部材20の所定の1軸方向(図1の上下方向)への相対変位量を検出する変位量検出装置30について説明した。変位量検出装置30を適用して、第1部材10に対する第2部材20の直交3軸方向へのそれぞれの相対変位量を検出することができる変位量検出装置60について、図6及び図7を参照して説明する。図6は、変位量検出装置60の機械構成部分を示す図である。図7は、変位量検出装置60の回路構成部分を示す図である。
(2.2) Displacement amount detection device for detecting relative displacement amount in three orthogonal axes In the above embodiment, the
図6に示すように、第1部材10(図6には図示せず)は、他の部材に固定された略直方体の箱状枠をなしている。第2部材20は、円盤状をなしており、第1部材10の内部に配置されている。
As shown in FIG. 6, the 1st member 10 (not shown in FIG. 6) has comprised the substantially rectangular parallelepiped box-shaped frame fixed to the other member. The
そして、変位量検出装置60は、上述した変位量検出装置30をX軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向へ配置するようにしたものである。すなわち、変位量検出装置60は、X軸方向変位量検出部61と、Y軸方向変位量検出部62と、Z軸方向変位量検出部63とから構成される。X軸方向変位量検出部61は、X軸用第1導電性粘弾性部材31aと、X軸用第2導電性粘弾性部材32aと、X軸用第1電極33aと、X軸用第2電極34aと、X軸用第3電極35aと、X軸用第4電極36aとから構成される。Y軸方向変位量検出部62は、Y軸用第1導電性粘弾性部材31bと、Y軸用第2導電性粘弾性部材32bと、Y軸用第1電極33bと、Y軸用第2電極34bと、Y軸用第3電極35bと、Y軸用第4電極36bとから構成される。Z軸方向変位量検出部63は、Z軸用第1導電性粘弾性部材31cと、Z軸用第2導電性粘弾性部材32cと、Z軸用第1電極33cと、Z軸用第2電極34cと、Z軸用第3電極35cと、Z軸用第4電極36cとから構成される。
And the displacement
ここで、上記符号31a〜36a、31b〜36b、31c〜36cを付した構成は、上記第1実施形態における符号31〜36を付した構成と実質的に同一構成からなる。ただし、符号中にアルファベットaを付した構成は、上記第1実施形態における図1の上下方向を図6におけるX軸方向としたものである。符号中にアルファベットbを付した構成は、上記第1実施形態における図1の上下方向を図6におけるY軸方向としたものである。符号中にアルファベットcを付した構成は、上記第1実施形態における図1の上下方向を図6におけるZ軸方向としたものである。
Here, the structure which attached | subjected the said code |
変位量検出装置60の回路構成部分は、図7に示すように、X軸用ホイーストン・ブリッジ回路41aと、Y軸用ホイーストン・ブリッジ回路41bと、Z軸用ホイーストン・ブリッジ回路41cと、直流電源42と、X軸用ブリッジ出力電圧検出部43aと、Y軸用ブリッジ出力電圧検出部43bと、Z軸用ブリッジ出力電圧検出部43cと、X軸用変位量検出部44aと、Y軸用変位量検出部44bと、Z軸用変位量検出部44cとから構成される。
As shown in FIG. 7, the circuit components of the
X軸用ホイーストン・ブリッジ回路41aは、上記第1実施形態のホイーストン・ブリッジ回路41の第1導電性粘弾性部材31の第1抵抗R1をX軸用第1導電性粘弾性部材31aの第1抵抗R1とし、第2導電性粘弾性部材32の第2抵抗R2をX軸用第2導電性粘弾性部材32aの第2抵抗R2としたものである。Y軸用ホイーストン・ブリッジ回路41bは、上記第1実施形態のホイーストン・ブリッジ回路41の第1導電性粘弾性部材31の第1抵抗R1をY軸用第1導電性粘弾性部材31bの第1抵抗R1とし、第2導電性粘弾性部材32の第2抵抗R2をY軸用第2導電性粘弾性部材32bの第2抵抗R2としたものである。Z軸用ホイーストン・ブリッジ回路41cは、上記第1実施形態のホイーストン・ブリッジ回路41の第1導電性粘弾性部材31の第1抵抗R1をZ軸用第1導電性粘弾性部材31cの第1抵抗R1とし、第2導電性粘弾性部材32の第2抵抗R2をX軸用第2導電性粘弾性部材32cの第2抵抗R2としたものである。
The X-axis
そして、X軸用ブリッジ出力電圧検出部43aは、X軸用ホイーストン・ブリッジ回路41aのブリッジ出力電圧V2を検出する。Y軸用ブリッジ出力電圧検出部43bは、Y軸用ホイーストン・ブリッジ回路41bのブリッジ出力電圧V2を検出する。Z軸用ブリッジ出力電圧検出部43cは、Z軸用ホイーストン・ブリッジ回路41cのブリッジ出力電圧V2を検出する。
The X-axis bridge
そして、X軸用変位量検出部44aは、X軸用ホイーストン・ブリッジ回路41aのブリッジ出力電圧V2に基づき、X軸方向への第2部材20の変位量を求める。Y軸用変位量検出部44bは、Y軸用ホイーストン・ブリッジ回路41bのブリッジ出力電圧V2に基づき、Y軸方向への第2部材20の変位量を求める。Z軸用変位量検出部44cは、Z軸用ホイーストン・ブリッジ回路41cのブリッジ出力電圧V2に基づき、Z軸方向への第2部材20の変位量を求める。なお、この変位量検出装置60は、直交3軸方向の加速度センサや荷重センサとして利用することができる。
Then, the X-axis displacement
(2.3)上記実施形態においては、変位量検出装置30の回路構成部分において、直流電源42を備えるようにしたが、交流電源としてもよい。この場合、上記における抵抗R1〜R4が、インピーダンスに置換されることになる。
(2.3) In the above embodiment, the
(3)第2実施形態:回転方向の相対変位量(相対回転角度)を検出する変位量検出装置
次に、第2実施形態の変位量検出装置70について、図8及び図9を参照して説明する。第2実施形態の変位量検出装置70は、第1部材10に対して第2部材20が基準位置から所定軸回りに回転変位した相対変位量(相対回転角度)を検出する装置である。なお、図8は、第2実施形態の変位量検出装置70の機械構成部分を示す図である。図9は、第2実施形態の変位量検出装置70の回路構成部分を示す図である。
(3) Second Embodiment: Displacement Amount Detection Device for Detecting Relative Displacement Amount (Relative Rotation Angle) Next, a displacement
(3.1)第1部材10及び第2部材20の説明
第1部材10及び第2部材20について、図8を参照して説明する。第1部材10は、略円筒状をなしている。そして、この第1部材10は、例えば、他の部材(図示せず)に固定されているとする。第2部材20は、第1部材10よりも小径の略円筒状をなしている。そして、第2部材20は、第1部材10の中央にほぼ同軸上に配置されている。ここで、第2部材20は、第1部材10の内部において、第1部材10に対して僅かな角度だけ、図8の前後方向軸回りに回転可能とされている。さらに、第2部材20は、第1部材10に対して図8の前後方向へ相対変位可能とされている。なお、ここでは、第2部材20は、第1部材10に対して図8の上下方向及び左右方向へ相対変位できないものとして説明する。つまり、第2部材20は、第1部材10に対して、図8の前後軸回りの回転変位、及び、図8の前後軸方向へ変位可能とする。
(3.1) Description of the
(3.2)変位量検出装置70の機械構成部分についての説明
次に、第2実施形態の変位量検出装置70の機械構成部分について、図8を参照して説明する。導電性粘弾性部材71と、第1電極72と、第2電極73と、第3電極74と、第4電極75と、第5電極76と、第6電極77とから構成される。
(3.2) Description of Mechanical Component Part of
導電性粘弾性部材71は、第1部材10と第2部材20とにより囲まれる空間に充填されている。すなわち、導電性粘弾性部材71は、第1部材10の内周面全てと第2部材20の外周面全てとに連結固定されている。この導電性粘弾性部材71は、導電性の粘弾性部材からなる。本実施形態においては、導電性の粘弾性部材とは、ゴム又はシリコン中に金属粉末等の導電性粒子を分散させたものである。
The
第1電極72は、第1部材10の内周面に固定された電極である。この第1電極72は、図8においては、第1部材10の内周面であって、左上側に配置された電極である。第2電極73は、第1部材10の内周面に固定された電極である。この第2電極73は、図8においては、第1部材10の内周面であって、右上側に配置された電極である。第3電極74は、第2部材20の外周面に固定された電極である。この第3電極74は、図8においては、第2部材20の外周面であって、上側に配置された電極である。第4電極75は、第1部材10の内周面に固定された電極である。この第4電極75は、図8においては、第1部材10の内周面であって、左下側に配置された電極である。第5電極76は、第1部材10の内周面に固定された電極である。この第5電極76は、図8においては、第1部材10の内周面であって、右下側に配置された電極である。第6電極77は、第2部材20の外周面に固定された電極である。この第6電極77は、図8においては、第2部材20の外周面であって、下側に配置された電極である。
The
ここで、第1電極72と第3電極74とは、第1電極72と第3電極74とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を抵抗とみなした場合に、その両端電極をなしている。そこで、図8においては、第1電極72と第3電極74とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を第6抵抗R6と記す。また、第2電極73と第3電極74とは、第2電極73と第3電極74とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を抵抗とみなした場合に、その両端電極をなしている。そこで、図8においては、第2電極73と第3電極74とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を第7抵抗R7と記す。また、第4電極75と第6電極77とは、第4電極75と第6電極77とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を抵抗とみなした場合に、その両端電極をなしている。そこで、図8においては、第4電極75と第6電極77とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を第8抵抗R8と記す。また、第5電極76と第6電極77とは、第5電極76と第6電極77とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を抵抗とみなした場合に、その両端電極をなしている。そこで、図8においては、第5電極76と第6電極77とを結ぶ線分上に存在する導電性粘弾性部材71の一部分を第9抵抗R9と記す。
Here, the
このような構成からなる変位量検出装置70の機械構成部分において、第1部材10に対して第2部材20が図8の時計回り方向に回転した場合に、第1電極72と第3電極74との離間距離が大きくなる。つまり、第1電極72と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71が引張変形をしたとみなされる。また、第2電極73と第3電極74との離間距離は小さくなる。すなわち、第2電極73と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71が圧縮変形をしたとみなされる。従って、第6抵抗R6が大きくなるのに対して、第7抵抗R7は小さくなる。
In the mechanical component of the
また、第4電極75と第6電極77との離間距離は、小さくなる。すなわち、第4電極75と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71が圧縮変形をしたとみなされる。また、第5電極76と第6電極77との離間距離は、大きくなる。すなわち、第5電極76と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71が引張変形をしたとみなされる。従って、第8抵抗R8が小さくなるのに対して、第9抵抗R9は大きくなる。
Further, the separation distance between the
一方、第1部材10に対して第2部材20が図8の反時計回り方向に回転した場合に、第1電極72と第3電極74との離間距離が小さくなる。つまり、第1電極72と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71が圧縮変形をしたとみなされる。また、第2電極73と第3電極74との離間距離は大きくなる。すなわち、第2電極73と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71が引張変形をしたとみなされる。従って、第6抵抗R6が小さくなるのに対して、第7抵抗R7は大きくなる。
On the other hand, when the
また、第4電極75と第6電極77との離間距離は、大きくなる。すなわち、第4電極75と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71が引張変形をしたとみなされる。また、第5電極76と第6電極77との離間距離は、小さくなる。すなわち、第5電極76と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71が圧縮変形をしたとみなされる。従って、第8抵抗R8が大きくなるのに対して、第9抵抗R9は小さくなる。
Further, the separation distance between the
つまり、第2部材20が図8の前後軸回り方向へ回転変位する場合には、第1電極72と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71と、第2電極73と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71とは、相互に逆対称の引張圧縮変形をする。また、第2部材20が図8の前後軸回り方向へ回転変位する場合には、第4電極75と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71と、第5電極76と第6電極77との間に存在する導電性粘弾性部材71とは、相互に逆対称の引張圧縮変形をする。
That is, when the
そして、第2部材20の図8の前後軸回りの回転変位量が大きいほど、第6抵抗R6及び第7抵抗R7は、より大きく又はより小さくなる。従って、第2部材20の図8の前後軸回りへの回転変位量が大きいほど、第6抵抗R6と第7抵抗R7の差が大きくなる。また、第2部材20の図8の前後軸回りの回転変位量が大きいほど、第8抵抗R8及び第9抵抗R9は、より大きく又はより小さくなる。従って、第2部材20の図8の前後軸回りへの回転変位量が大きいほど、第8抵抗R8と第9抵抗R9の差が大きくなる。
And the 6th resistance R6 and 7th resistance R7 become larger or smaller, so that the amount of rotation displacement of the
次に、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後方向へ変位する場合について説明する。この場合、第1電極72と第3電極74との離間距離、及び、第2電極73と第3電極74との離間距離が、共に同一量だけ大きくなる。つまり、第1電極72と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71、及び、第2電極73と第3電極74との間に存在する導電性粘弾性部材71が、共に同一の引張変形をしたとみなされる。従って、第6抵抗R6及び第7抵抗R7は、共に大きくなる。そして、第6抵抗R6と第7抵抗R7は、同じ抵抗となる。この場合、第8抵抗R8及び第9抵抗も、第6抵抗R6及び第7抵抗R7の関係と同様となる。
Next, a case where the
(3.3)変位量検出装置70の回路構成部分についての説明
次に、第2実施形態の変位量検出装置70の回路構成部分について、図9を参照して説明する。図9に示すように、第2実施形態の変位量検出装置70の回路構成部分は、第1ホイーストン・ブリッジ回路81と、第2ホイーストン・ブリッジ回路82と、直流電源83と、第1ブリッジ出力電圧検出部84と、第2ブリッジ出力電圧検出部85と、変位量検出部86とから構成される。
(3.3) Description of Circuit Configuration Part of
第1ホイーストン・ブリッジ回路81は、第1ハーフブリッジ回路811と、第2ハーフブリッジ回路812とから構成される。第1ハーフブリッジ回路811は、第6抵抗R6と、第3抵抗R3とを直列接続している。具体的には、第1電極72と第3抵抗R3の一端側とを電気的に直接接続している。第2ハーフブリッジ回路812は、第7抵抗R7と、第4抵抗R4とを直列接続している。具体的には、第2電極73と第4抵抗R4の一端側とを電気的に直接接続している。ここで、第3抵抗R3と第4抵抗R4は、同一の抵抗を用いている。さらに、第3抵抗R3及び第4抵抗R4は、第6抵抗R6及び第7抵抗R7よりも非常に大きな抵抗としている。そして、第1ハーフブリッジ回路811と第2ハーフブリッジ回路812とは、並列接続されている。具体的には、第3電極74が共通化され、且つ、第3抵抗R3の他端側と第4抵抗R4の他端側とが直接接続されるようにされている。さらに、第1ハーフブリッジ回路811の中間点と第2ハーフブリッジ回路812の中間点とが接続されている。具体的には、第1電極72と第2電極73とが電気的に接続されている。
The first
第2ホイーストン・ブリッジ回路82は、第1ハーフブリッジ回路821と、第2ハーフブリッジ回路822とから構成される。第1ハーフブリッジ回路821は、第8抵抗R8と、第3抵抗R3とを直列接続している。具体的には、第4電極75と第3抵抗R3の一端側とを電気的に直接接続している。第2ハーフブリッジ回路822は、第9抵抗R9と、第4抵抗R4とを直列接続している。具体的には、第5電極76と第4抵抗R4の一端側とを電気的に直接接続している。ここで、第3抵抗R3と第4抵抗R4は、上記同様、同一の抵抗を用いている。さらに、第3抵抗R3及び第4抵抗R4は、第8抵抗R8及び第9抵抗R9よりも非常に大きな抵抗としている。そして、第1ハーフブリッジ回路821と第2ハーフブリッジ回路822とは、並列接続されている。具体的には、第6電極77が共通化され、且つ、第3抵抗R3の他端側と第4抵抗R4の他端側とが直接接続されるようにされている。さらに、第1ハーフブリッジ回路821の中間点と第2ハーフブリッジ回路822の中間点とが接続されている。具体的には、第4電極75と第5電極76とが電気的に接続されている。
The second
直流電源83は、第1ホイーストン・ブリッジ回路81及び第2ホイーストン・ブリッジ回路82へブリッジ入力電圧V1を印加する。具体的には、直流電源83は、第1ホイーストン・ブリッジ回路81及び第2ホイーストン・ブリッジ回路82の各両端へブリッジ入力電圧V1を印加する。さらに具体的には、直流電源83の正極側が、第3電極74及び第6電極77に接続されている。また、直流電源83の負極側が、第1ホイーストン・ブリッジ回路81及び第2ホイーストン・ブリッジ回路82のそれぞれの第3抵抗R3の他端側及び第4抵抗R4の他端側に接続されている。
The
第1ブリッジ出力電圧検出部84は、第1ホイーストン・ブリッジ回路81のブリッジ出力電圧V21を検出する。このブリッジ出力電圧V21とは、第1ハーフブリッジ回路811の中間点と第2ハーフブリッジ回路812の中間点とを接続する部分の電圧である。すなわち、ブリッジ出力電圧V21は、第1ハーフブリッジ回路811及び第2ハーフブリッジ回路812の各中間点の電圧差となる。ここでは、ブリッジ出力電圧V21は、第1ハーフブリッジ回路811の中間点の電圧から第2ハーフブリッジ回路812の中間点の電圧を差し引いた電圧としている。
The first bridge
第2ブリッジ出力電圧検出部85は、第2ホイーストン・ブリッジ回路82のブリッジ出力電圧V22を検出する。このブリッジ出力電圧V22とは、第1ハーフブリッジ回路821の中間点と第2ハーフブリッジ回路822の中間点とを接続する部分の電圧である。すなわち、ブリッジ出力電圧V22は、第1ハーフブリッジ回路821及び第2ハーフブリッジ回路822の各中間点の電圧差となる。ここでは、ブリッジ出力電圧V22は、第1ハーフブリッジ回路821の中間点の電圧から第2ハーフブリッジ回路822の中間点の電圧を差し引いた電圧としている。
The second bridge
変位量検出部86(本発明における検出部)は、第1ブリッジ出力電圧検出部84により検出されたブリッジ出力電圧V21及び第2ブリッジ出力電圧検出部85により検出されたブリッジ出力電圧V22を入力する。そして、変位量検出部86は、入力されたブリッジ出力電圧V21、V22の何れか若しくは両方に基づき、第2部材20が基準位置から図8の前後軸回りの回転方向への変位量(回転角度)を求める。なお、当該変位量は、上述した第1実施形態と同様の方法により求めることができる。
The displacement detector 86 (detector in the present invention) receives the bridge output voltage V21 detected by the first bridge
(4)第2実施形態の変形態様
上記第2実施形態においては、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後軸回りの回転変位のみ可能とした。それに対して、当該変形態様は、第1部材10に対して第2部材20が直交3軸方向へ変位し、且つ、所定軸回りに回転変位する場合を対象とする。そして、当該変形態様の変位量検出装置90は、第1部材10に対して第2部材20が所定軸回りに回転変位する相対変位量(相対回転角度)を検出する装置とする。
(4) Modification of Second Embodiment In the second embodiment, the
当該第2実施形態の変形態様の変位量検出装置90について、図10を参照して説明する。図10は、第2実施形態の変形態様における変位量検出装置90の回路構成部分を示す図である。変位量検出装置90の機械構成部分は、上述した第2実施形態の変位量検出装置70と同一であるので、説明を省略する。
A displacement
変位量検出装置90の回路構成部分は、図10に示すように、ホイーストン・ブリッジ回路部91と、直流電源92と、ブリッジ出力電圧検出部93と、変位量検出部94とから構成される。
As shown in FIG. 10, the circuit configuration portion of the displacement
ホイーストン・ブリッジ回路部91は、4個のホイーストン・ブリッジ回路91a〜91dにより形成されている。第1ホイーストン・ブリッジ回路91aは、第1ハーフブリッジ回路911aと、第2ハーフブリッジ回路912aとから構成される。第1ハーフブリッジ回路911aは、第6抵抗R6と第3抵抗R3とを直列接続している。第2ハーフブリッジ回路912aは、第7抵抗R7と第4抵抗R4とを直列接続している。そして、第1ハーフブリッジ回路911aと第2ハーフブリッジ回路912aとは、並列接続されている。さらに、第1ハーフブリッジ回路911aの中間点と第2ハーフブリッジ回路912aの中間点とが接続されている。
The Wheatstone
第2ホイーストン・ブリッジ回路91bは、第1ハーフブリッジ回路911bと、第2ハーフブリッジ回路912bとから構成される。第1ハーフブリッジ回路911bは、第7抵抗R7と第3抵抗R3とを直列接続している。第2ハーフブリッジ回路912bは、第8抵抗R8と第4抵抗R4とを直列接続している。そして、第1ハーフブリッジ回路911bと第2ハーフブリッジ回路912bとは、並列接続されている。さらに、第1ハーフブリッジ回路911bの中間点と第2ハーフブリッジ回路912bの中間点とが接続されている。
The second
第3ホイーストン・ブリッジ回路91cは、第1ハーフブリッジ回路911cと、第2ハーフブリッジ回路912cとから構成される。第1ハーフブリッジ回路911cは、第8抵抗R8と第3抵抗R3とを直列接続している。第2ハーフブリッジ回路912cは、第9抵抗R9と第4抵抗R4とを直列接続している。そして、第1ハーフブリッジ回路911cと第2ハーフブリッジ回路912cとは、並列接続されている。さらに、第1ハーフブリッジ回路911cの中間点と第2ハーフブリッジ回路912cの中間点とが接続されている。
The third
第4ホイーストン・ブリッジ回路91dは、第1ハーフブリッジ回路911dと、第2ハーフブリッジ回路912dとから構成される。第1ハーフブリッジ回路911dは、第9抵抗R9と第3抵抗R3とを直列接続している。第2ハーフブリッジ回路912dは、第6抵抗R6と第4抵抗R4とを直列接続している。そして、第1ハーフブリッジ回路911dと第2ハーフブリッジ回路912dとは、並列接続されている。さらに、第1ハーフブリッジ回路911dの中間点と第2ハーフブリッジ回路912dの中間点とが接続されている。
The fourth
直流電源92は、ホイーストン・ブリッジ回路部91へブリッジ入力電圧V1を印加する。具体的には、直流電源92は、第1ホイーストン・ブリッジ回路91a、第2ホイーストン・ブリッジ回路91b、第3ホイーストン・ブリッジ回路91c、第4ホイーストン・ブリッジ回路91dの各両端へブリッジ入力電圧V1を印加する。
The
ブリッジ出力電圧検出部93は、ホイーストン・ブリッジ回路部91のそれぞれのブリッジ出力電圧V26〜V29を検出する。ブリッジ出力電圧V26は、第1ホイーストン・ブリッジ回路91aのブリッジ出力電圧である。ブリッジ出力電圧V27は、第2ホイーストン・ブリッジ回路91bのブリッジ出力電圧である。ブリッジ出力電圧V28は、第3ホイーストン・ブリッジ回路91cのブリッジ出力電圧である。ブリッジ出力電圧V29は、第1ホイーストン・ブリッジ回路91dのブリッジ出力電圧である。
The bridge
変位量検出部94(本発明における検出部)は、ブリッジ出力電圧検出部93により検出されたそれぞれのブリッジ出力電圧V26〜V29を入力する。そして、変位量検出部94は、入力されたブリッジ出力電圧V26〜V29に基づき、第2部材20が基準位置から図8の前後軸回りの回転方向への変位量(回転角度)を求める。
The displacement detection unit 94 (detection unit in the present invention) receives the bridge output voltages V26 to V29 detected by the bridge output
以下に、変位量検出部94の詳細構成、並びに、変位量検出部94がブリッジ出力電圧V26〜V29に基づき第2部材20が基準位置から図8の前後軸回りの回転方向への変位量を求める方法について、具体的に説明する。
Hereinafter, the detailed configuration of the displacement
変位量検出部94の詳細構成については、図11を参照して説明する。図11は、変位量検出部94の構成を示すブロック図である。図11に示すように、変位量検出部94は、基準電圧ベクトル記憶部94aと、実電圧ベクトル検出部94bと、寄与度算出部94cと、変位量算出部94dとから構成される。
A detailed configuration of the displacement
基準電圧ベクトル記憶部94aは、第1部材10に対する第2部材20のそれぞれの方向への変位に応じて出力されるブリッジ出力電圧V26〜V29を予め記憶しておく。
The reference voltage
具体的には、基準電圧ベクトル記憶部94aは、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後軸回りにのみに回転変位する場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を予め記憶する。ここで、この場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を「回転モードにおける基準電圧ベクトルU1」という。
Specifically, the reference voltage
さらに、基準電圧ベクトル記憶部94aは、第1部材10に対して第2部材20が図8の上下方向にのみ変位する場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を予め記憶する。ここで、この場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を「上下モードにおける基準電圧ベクトルU2」という。
Further, the reference voltage
さらに、基準電圧ベクトル記憶部94aは、第1部材10に対して第2部材20が図8の左右方向にのみ変位する場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を予め記憶する。ここで、この場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を「左右モードにおける基準電圧ベクトルU3」という。
Furthermore, the reference voltage
さらに、基準電圧ベクトル記憶部94aは、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後方向にのみ変位する場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を予め記憶する。ここで、この場合におけるブリッジ出力電圧V26〜V29を「前後モードにおける基準電圧ベクトルU4」という。
Further, the reference voltage
ここで、回転モードにおける基準電圧ベクトルU1、上下モードにおける基準電圧ベクトルU2、左右モードにおける基準電圧ベクトルU3、及び、前後モードにおける基準電圧ベクトルU4を総称して、「基準電圧ベクトルU」という。つまり、基準電圧ベクトル記憶部94aは、この基準電圧ベクトルUを予め記憶しておく。
Here, the reference voltage vector U1 in the rotation mode, the reference voltage vector U2 in the up / down mode, the reference voltage vector U3 in the left / right mode, and the reference voltage vector U4 in the front / rear mode are collectively referred to as “reference voltage vector U”. That is, the reference voltage
ここで、第1部材10に対して第2部材20が変位するそれぞれの方向(以下、「変形モード」という)とブリッジ出力電圧V26〜V29との関係について、表1に示す。なお、表1の変形モードにおいて、回転モードとは、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後軸回りに回転変位した場合のモードである。上下モードとは、第1部材10に対して第2部材20が図8の上下方向へ変位した場合のモードである。左右モードとは、第1部材10に対して第2部材20が図8の左右方向へ変位した場合のモードである。前後モードとは、第1部材10に対して第2部材20が図8の前後方向へ変位した場合のモードである。また、表1中、a1〜a8は、零でない値を示す。
Here, Table 1 shows the relationship between each direction in which the
ここで、第6抵抗R6、第7抵抗R7、第8抵抗R8、及び第9抵抗R9は、それぞれのモードについて線形性を有している領域が存在する。本実施形態においては、第6抵抗R6、第7抵抗R7、第8抵抗R8、及び第9抵抗R9が、それぞれのモードについて線形性を有している領域にて使用するものとする。 Here, the sixth resistor R6, the seventh resistor R7, the eighth resistor R8, and the ninth resistor R9 each have a region having linearity in each mode. In the present embodiment, it is assumed that the sixth resistor R6, the seventh resistor R7, the eighth resistor R8, and the ninth resistor R9 are used in regions where the respective modes have linearity.
そして、第1実施形態の数7を参照すると、ブリッジ出力電圧V26は、第6抵抗R6と第7抵抗R7の差に比例する。また、ブリッジ出力電圧V27は、第7抵抗R7と第8抵抗R8の差に比例する。また、ブリッジ出力電圧V28は、第8抵抗R8と第9抵抗R9の差に比例する。また、ブリッジ出力電圧V29は、第9抵抗R9と第6抵抗R6の差に比例する。 Referring to Equation 7 in the first embodiment, the bridge output voltage V26 is proportional to the difference between the sixth resistor R6 and the seventh resistor R7. The bridge output voltage V27 is proportional to the difference between the seventh resistor R7 and the eighth resistor R8. The bridge output voltage V28 is proportional to the difference between the eighth resistor R8 and the ninth resistor R9. The bridge output voltage V29 is proportional to the difference between the ninth resistor R9 and the sixth resistor R6.
従って、各モードにおける基準電圧ベクトルU1〜U4は、ブリッジ出力電圧V26〜V29に対して線形性を有する。つまり、数9のように示すことができる。
Therefore, the reference voltage vectors U1 to U4 in each mode have linearity with respect to the bridge output voltages V26 to V29. In other words, it can be expressed as
ここで、各モードにおける基準電圧ベクトルU1〜U4は、数10のようになる。
Here, the reference voltage vectors U1 to U4 in each mode are as shown in
実電圧ベクトル検出部94bは、実際の第1部材10に対する第2部材20の変位に応じて、ブリッジ出力電圧検出部93により検出されたブリッジ出力電圧V26〜V29を入力する。ここで、実際の第1部材10に対する第2部材20の変位とは、上述した回転モード、上下モード、左右モード、及び前後モードが種々に混在した状態である。そして、この実際の第1部材10に対して第2部材20が変位する際のブリッジ出力電圧V26〜V29を「実電圧ベクトルUR」という。
The actual voltage
寄与度算出部94cは、基準電圧ベクトルU及び実電圧ベクトルURを入力する。この基準電圧ベクトルUと実電圧ベクトルURとの関係は、数11に示す関係となる。
The
そして、寄与度算出部94cは、数11の関係からなる基準電圧ベクトルU及び実電圧ベクトルURに基づき、実電圧ベクトルURに含まれる図8の前後軸回りの回転方向及び直交3軸方向それぞれの成分に関する寄与度k1〜k4を算出する。つまり、寄与度算出部94cは、回転モードの成分に関する寄与度k1、上下モードの成分に関する寄与度k2、左右モードの成分に関する寄与度k3、及び前後モードの成分に関する寄与度k4を算出する。具体的には、数12に示すように、行列演算を行うことにより、各モードiの成分に関する寄与度kiを算出することができる。
Then, the contribution
変位量算出部94dは、寄与度算出部94cにより算出された図8の前後軸回りの回転モードの成分に関する寄与度k1を入力する。さらに、変位量算出部94dは、基準電圧ベクトル記憶部94aに記憶された回転モードにおける基準電圧ベクトルU1を入力する。そして、変位量算出部94dは、回転モードの成分に関する寄与度k1及び回転モードにおける基準電圧ベクトルU1に基づき、第1部材10に対する第2部材20の相対変位量(相対回転角度)を算出する。
The
このように、第1部材10に対して第2部材20が回転方向以外の軸方向へ変位する場合であっても、確実に回転方向の相対変位量を求めることができる。
Thus, even when the
なお、上記第2実施形態の変形態様においては、第1部材10に対して第2部材20が、回転方向への変位の他に、直交3軸方向への変位が可能として説明した。そのため、ホイーストン・ブリッジ回路部91は、4個のホイーストン・ブリッジ回路91a〜91dを形成するようにした。ただし、例えば、第1部材10に対して第2部材20が相対変位可能な軸方向が1つである場合には、ホイーストン・ブリッジ回路部91は、2個のホイーストン・ブリッジ回路で十分である。つまり、第1部材10に対して第2部材20が軸方向へ相対変位可能な方向数に1加算した数以上のホイーストン・ブリッジ回路を形成すればよい。
In the modification of the second embodiment, the
(5)その他
上記第1実施形態において、第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32は、それぞれ独立して存在するような構成としたが、これに限られるものではない。例えば、第2実施形態の導電性粘弾性部材70のように、第1部材10と第2部材20とにより囲まれる空間全てが導電性粘弾性部材により充填されるようにしてもよい。
(5) Others In the first embodiment, the first
一方、第2実施形態において、導電性粘弾性部材70は、第1部材10と第2部材20とにより囲まれる空間に充填されるようにしたが、これに限られるものではない。例えば、第1実施形態の第1導電性粘弾性部材31及び第2導電性粘弾性部材32のように、独立して導電性粘弾性部材を形成するようにしてもよい。
On the other hand, in the second embodiment, the
なお、上述した変位量検出装置は、例えば、エンジンマウントなどに適用することができる。この場合、例えば、第1部材10がエンジンに取り付けられ、第2部材20が車両ボディに取り付けられる。
The displacement amount detection device described above can be applied to, for example, an engine mount. In this case, for example, the
10:第1部材、 20:第2部材、
30、50、60、70、90:変位量検出装置、
31:第1導電性粘弾性部材、 31a:X軸用第1導電性粘弾性部材、
31b:Y軸用第1導電性粘弾性部材、 31c:Z軸用第1導電性粘弾性部材、
32:第2導電性粘弾性部材、 32a:X軸用第2導電性粘弾性部材、
32b:Y軸用第2導電性粘弾性部材、 32c:Z軸用第2導電性粘弾性部材、
33:第1電極、 33a:X軸用第1電極、 33b:Y軸用第1電極、
33c:Z軸用第1電極、
34:第2電極、 34a:X軸用第2電極、 34b:Y軸用第2電極、
34c:Z軸用第2電極、
35:第3電極、 35a:X軸用第3電極、 35b:Y軸用第3電極、
35c:Z軸用第3電極、
36:第4電極、 36a:X軸用第4電極、 36b:Y軸用第4電極、
36c:Z軸用第4電極、
41:ホイーストン・ブリッジ回路、
41a:X軸用ホイーストン・ブリッジ回路、
41b:Y軸用ホイーストン・ブリッジ回路、
41c:Z軸用ホイーストン・ブリッジ回路、
42:直流電源、
43:ブリッジ出力電圧検出部、 43a:X軸用ブリッジ出力電圧検出部、
43b:Y軸用ブリッジ出力電圧検出部、 43c:Z軸用ブリッジ出力電圧検出部、
44:変位量検出部、 44a:X軸用変位量検出部、 44b:Y軸用変位量検出部、
44c:Z軸用変位量検出部
51:変形吸収材、
61:X軸方向変位量検出部、 62:Y軸方向変位量検出部、
63:Z軸方向変位量検出部、
71:導電性粘弾性部材、 72:第1電極、 73:第2電極、 74:第3電極、 75:第4電極、 76:第5電極、 77:第6電極、
81:第1ホイーストン・ブリッジ回路、 82:第2ホイーストン・ブリッジ回路
83:直流電源、 84:第1ブリッジ出力電圧検出部、
85:第2ブリッジ出力電圧検出部、 86:変位量検出部、
91:ホイーストン・ブリッジ回路部、
91a〜91d:ホイーストン・ブリッジ回路、
92:直流電源、 93:ブリッジ出力電圧検出部、
94:変位量検出部、 94a:基準電圧ベクトル記憶部、
94b:実電圧ベクトル検出部、 94c:寄与度算出部、 94d:変位量算出部、
411:第1ハーフブリッジ回路、 412:第2ハーフブリッジ回路、
811、821:第1ハーフブリッジ回路、 812、822:第2ハーフブリッジ回路
911a〜911d:第1ハーフブリッジ回路、
912a〜912d:第2ハーフブリッジ回路
10: 1st member, 20: 2nd member,
30, 50, 60, 70, 90: displacement amount detection device,
31: 1st electroconductive viscoelastic member, 31a: 1st electroconductive viscoelastic member for X-axis,
31b: Y-axis first conductive viscoelastic member, 31c: Z-axis first conductive viscoelastic member,
32: 2nd electroconductive viscoelastic member, 32a: 2nd electroconductive viscoelastic member for X-axis,
32b: Y-axis second conductive viscoelastic member, 32c: Z-axis second conductive viscoelastic member,
33: first electrode, 33a: first electrode for X axis, 33b: first electrode for Y axis,
33c: Z-axis first electrode,
34: second electrode, 34a: second electrode for X axis, 34b: second electrode for Y axis,
34c: second electrode for Z axis,
35: third electrode, 35a: third electrode for X axis, 35b: third electrode for Y axis,
35c: Z-axis third electrode,
36: 4th electrode, 36a: 4th electrode for X-axis, 36b: 4th electrode for Y-axis,
36c: the fourth electrode for the Z axis,
41: Wheatstone bridge circuit,
41a: Wheatstone bridge circuit for X-axis,
41b: Y-axis Wheatstone bridge circuit,
41c: Wheatstone bridge circuit for Z-axis,
42: DC power supply,
43: Bridge output voltage detection unit, 43a: Bridge output voltage detection unit for X-axis,
43b: bridge output voltage detection unit for Y axis, 43c: bridge output voltage detection unit for Z axis,
44: Displacement amount detection unit, 44a: X axis displacement amount detection unit, 44b: Y axis displacement amount detection unit,
44c: Z-axis displacement detector 51: deformation absorber,
61: X-axis direction displacement detection unit 62: Y-axis direction displacement detection unit
63: Z-axis direction displacement detection unit,
71: conductive viscoelastic member, 72: first electrode, 73: second electrode, 74: third electrode, 75: fourth electrode, 76: fifth electrode, 77: sixth electrode,
81: 1st Wheatstone bridge circuit, 82: 2nd Wheatstone bridge circuit 83: DC power supply, 84: 1st bridge output voltage detection part,
85: second bridge output voltage detection unit, 86: displacement amount detection unit,
91: Wheatstone bridge circuit part,
91a-91d: Wheatstone bridge circuit,
92: DC power supply, 93: Bridge output voltage detector,
94: displacement amount detection unit, 94a: reference voltage vector storage unit,
94b: actual voltage vector detection unit, 94c: contribution calculation unit, 94d: displacement calculation unit,
411: first half-bridge circuit, 412: second half-bridge circuit,
811, 821: first half-bridge circuit, 812, 822: second half-bridge circuits 911a to 911d: first half-bridge circuit,
912a to 912d: second half bridge circuit
Claims (7)
前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸方向へ相対変位する場合において、前記第1部材に対する前記第2部材の前記基準位置から前記所定軸方向への相対変位量を検出する変位量検出装置であって、
前記第1部材と前記第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなり、前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸方向へ相対変位した場合に引張変形または圧縮変形をする第1の導電性粘弾性部材と、
前記第1の導電性粘弾性部材に対して並列となるように前記第1部材と前記第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性粘弾性材からなり、前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸方向へ相対変位した場合に前記第1の導電性粘弾性部材の引張圧縮変形に対して逆対称の引張圧縮変形をする第2の導電性粘弾性部材と、
前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスにより形成されるホイーストン・ブリッジ回路と、
前記ホイーストン・ブリッジ回路へブリッジ入力電圧を印加する電源と、
前記ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧に基づき前記第1部材に対する前記第2部材の前記基準位置から前記所定軸方向への相対変位量を検出する検出部と、
前記第1部材及び/又は前記第2部材と前記第1の導電性粘弾性部材との間、並びに、前記第1部材及び/又は前記第2部材と前記第2の導電性粘弾性部材との間に配置され、且つ、前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材のバネ定数よりも小さなバネ定数からなる変形吸収材と、
を備え、
前記第2の導電性粘弾性部材と前記第1の導電性粘弾性部材とは、前記第2部材を挟むように、前記第1の導電性粘弾性部材に対して前記所定軸方向に対向配置されることを特徴とする変位量検出装置。 The second member is disposed so as to be separated from the first member, and the second member can be displaced relative to the first member from a reference position in a predetermined axial direction among three orthogonal axes and is orthogonal to the first member. Among the three axes, at least one relative displacement is possible among relative movement and relative rotation in an axial direction different from the predetermined axial direction,
When the second member is relatively displaced from the reference position in the predetermined axial direction with respect to the first member, the relative displacement amount of the second member in the predetermined axial direction from the reference position with respect to the first member A displacement amount detection device for detecting
The first member and the second member are elastically connected to each other and are made of a conductive viscoelastic material whose impedance changes according to deformation, and the second member is moved from the reference position to the predetermined position with respect to the first member. A first conductive viscoelastic member that undergoes tensile deformation or compression deformation when relatively displaced in the axial direction;
The first member and the second member are elastically connected so as to be in parallel with the first conductive viscoelastic member, and are formed of a conductive viscoelastic material whose impedance changes according to deformation, A second member that undergoes tensile compression deformation that is inversely symmetric with respect to tensile compression deformation of the first conductive viscoelastic member when the second member is relatively displaced from the reference position in the predetermined axial direction with respect to one member. Conductive viscoelastic members of
A Wheatstone bridge circuit formed by the impedance of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member;
A power supply for applying a bridge input voltage to the Wheatstone bridge circuit;
A detector that detects a relative displacement amount of the second member relative to the first member from the reference position in the predetermined axial direction based on a bridge output voltage of the Wheatstone bridge circuit;
Between the first member and / or the second member and the first conductive viscoelastic member, and between the first member and / or the second member and the second conductive viscoelastic member. A deformation absorbing material disposed between and having a spring constant smaller than that of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member;
With
The second conductive viscoelastic member and the first conductive viscoelastic member are arranged opposite to the first conductive viscoelastic member in the predetermined axial direction so as to sandwich the second member. Displacement amount detection device characterized by being made.
前記ホイーストン・ブリッジ回路は、
前記第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと第3インピーダンスとを直列接続した第1ハーフブリッジ回路と、
前記第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと前記第3インピーダンスに略同一インピーダンスの第4インピーダンスとを直列接続し、前記第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと前記第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスとが直接接続されるように前記第1ハーフブリッジ回路に並列接続され、かつ、前記第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスと前記第4インピーダンスとの中間点が前記第1の導電性粘弾性部材のインピーダンスと前記第3インピーダンスとの中間点に接続された第2ハーフブリッジ回路と、
を備え、
前記電源は、前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路の各両端に前記ブリッジ入力電圧を印加し、
前記ブリッジ出力電圧は、前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路の各中間点の電圧差である請求項1記載の変位量検出装置。 When the second member is located at the reference position with respect to the first member, the impedance of the second conductive viscoelastic member is substantially the same as the impedance of the first conductive viscoelastic member. Yes,
The Wheatstone bridge circuit is
A first half-bridge circuit in which an impedance of the first conductive viscoelastic member and a third impedance are connected in series;
An impedance of the second conductive viscoelastic member and a fourth impedance of substantially the same impedance as the third impedance are connected in series, and the impedance of the second conductive viscoelastic member and the first conductive viscoelasticity are connected. The first half-bridge circuit is connected in parallel so that the impedance of the member is directly connected, and the intermediate point between the impedance of the second conductive viscoelastic member and the fourth impedance is the first conductive A second half-bridge circuit connected to an intermediate point between the impedance of the viscous viscoelastic member and the third impedance;
With
The power supply applies the bridge input voltage to both ends of the first half bridge circuit and the second half bridge circuit,
The displacement detection device according to claim 1, wherein the bridge output voltage is a voltage difference between each intermediate point of the first half bridge circuit and the second half bridge circuit.
前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸回りへの回転方向に相対変位する場合において、前記第1部材に対する前記第2部材の前記基準位置から前記所定軸回りへの回転方向の相対変位量を検出する変位量検出装置であって、
前記第1部材と前記第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなり、前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸回りへの回転方向に相対変位した場合に引張変形または圧縮変形をする第1の導電性粘弾性部材と、
前記第1の導電性粘弾性部材に対して並列となるように前記第1部材と前記第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性粘弾性材からなり、前記第1部材に対して前記第2部材が前記基準位置から前記所定軸回りへの回転方向の相対変位した場合に前記第1の導電性粘弾性部材の引張圧縮変形に対して逆対称の引張圧縮変形をする第2の導電性粘弾性部材と、
前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材に対して並列となるように前記第1部材と前記第2部材とを弾性連結し、変形に応じてインピーダンスが変化する導電性の粘弾性材からなる1以上の第3の導電性粘弾性部材と、
前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材のインピーダンスにより形成される第1ホイーストン・ブリッジ回路と、
前記第1の導電性粘弾性部材、前記第2の導電性粘弾性部材及び前記第3の導電性粘弾性部材の中から、前記第1の導電性粘弾性部材及び前記第2の導電性粘弾性部材の組み合わせ以外の選択された2個の導電性粘弾性部材により形成された1以上の第2ホイーストン・ブリッジ回路と、
前記第1ホイーストン・ブリッジ回路及び前記第2ホイーストン・ブリッジ回路へブリッジ入力電圧を印加する電源と、
前記第1ホイーストン・ブリッジ回路及び前記第2ホイーストン・ブリッジ回路のブリッジ出力電圧に基づき前記第1部材に対する前記第2部材の前記基準位置から前記所定軸回りへの回転方向の相対変位量を検出する検出部と、
を備え、
前記第1ホイーストン・ブリッジ回路及び前記第2ホイーストン・ブリッジ回路の合計回路数は、前記第1部材に対して前記第2部材が前記軸方向へ相対変位可能な方向数に1加算した所定数以上に設定され、
前記検出部は、
前記第1部材に対する前記第2部材のそれぞれの方向への相対変位に応じて出力される前記所定数以上の前記ブリッジ出力電圧である基準電圧ベクトルを予め記憶する基準電圧ベクトル記憶部と、
実際の前記第1部材に対する前記第2部材の相対変位に応じて出力される前記所定数以上の前記ブリッジ出力電圧である実電圧ベクトルを検出する実電圧ベクトル検出部と、
前記基準電圧ベクトル及び前記実電圧ベクトルに基づき、前記実電圧ベクトルに含まれる前記所定軸回りの回転方向及び前記軸方向それぞれの成分に関する寄与度を算出する寄与度算出部と、
前記所定軸回りの回転方向の成分に関する前記寄与度及び前記基準電圧ベクトル記憶部に記憶された前記所定軸回りの回転方向に関する前記基準電圧ベクトルに基づき、前記第1部材に対する前記第2部材の前記基準位置から前記所定軸回りの回転方向への相対変位量を算出する変位量算出部と、
を備えることを特徴とする変位量検出装置。 The second member is disposed so as to be separated from the first member, and the second member has a rotational direction around a predetermined axis from a reference position with respect to the first member and one or more axial directions among three orthogonal axes. Is relatively displaceable,
When the second member is relatively displaced with respect to the first member from the reference position in the rotational direction about the predetermined axis, the reference position of the second member relative to the first member is about the predetermined axis. A displacement amount detection device for detecting a relative displacement amount in the rotation direction of
The first member and the second member are elastically connected to each other and are made of a conductive viscoelastic material whose impedance changes according to deformation, and the second member is moved from the reference position to the predetermined position with respect to the first member. A first conductive viscoelastic member that undergoes tensile deformation or compression deformation when relatively displaced in a rotational direction about an axis;
The first member and the second member are elastically connected so as to be in parallel with the first conductive viscoelastic member, and are formed of a conductive viscoelastic material whose impedance changes according to deformation, When the second member is displaced relative to one member in the rotational direction around the predetermined axis from the reference position, the tensile compressive deformation is symmetric with respect to the tensile compressive deformation of the first conductive viscoelastic member. A second conductive viscoelastic member
The first member and the second member are elastically connected so as to be in parallel with the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member, and impedance changes according to deformation. One or more third conductive viscoelastic members made of a conductive viscoelastic material;
A first Wheatstone bridge circuit formed by the impedance of the first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member;
The first conductive viscoelastic member and the second conductive viscoelastic member are selected from the first conductive viscoelastic member, the second conductive viscoelastic member, and the third conductive viscoelastic member. One or more second Wheatstone bridge circuits formed by two selected conductive viscoelastic members other than the combination of elastic members;
A power supply for applying a bridge input voltage to the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit;
Based on the bridge output voltage of the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit, a relative displacement amount of the second member relative to the first member in the rotational direction from the reference position to the predetermined axis is calculated. A detection unit to detect;
With
The total number of circuits of the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit is a predetermined number obtained by adding 1 to the number of directions in which the second member can be relatively displaced in the axial direction with respect to the first member. Set to more than a few,
The detector is
A reference voltage vector storage unit that stores in advance a reference voltage vector that is the bridge output voltage that is greater than or equal to the predetermined number that is output according to the relative displacement of the second member in each direction with respect to the first member;
An actual voltage vector detection unit that detects an actual voltage vector that is the bridge output voltage of the predetermined number or more that is output according to the relative displacement of the second member with respect to the actual first member;
Based on the reference voltage vector and the actual voltage vector, a contribution calculation unit that calculates contributions related to the rotation direction around the predetermined axis and the components in the axial direction included in the actual voltage vector;
The second member relative to the first member is based on the contribution related to the rotational direction component around the predetermined axis and the reference voltage vector related to the rotational direction around the predetermined axis stored in the reference voltage vector storage unit. A displacement amount calculation unit for calculating a relative displacement amount in a rotation direction around the predetermined axis from a reference position;
A displacement amount detection device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005315260A JP4640113B2 (en) | 2005-10-28 | 2005-10-28 | Displacement detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005315260A JP4640113B2 (en) | 2005-10-28 | 2005-10-28 | Displacement detection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007121159A JP2007121159A (en) | 2007-05-17 |
JP4640113B2 true JP4640113B2 (en) | 2011-03-02 |
Family
ID=38145160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005315260A Expired - Fee Related JP4640113B2 (en) | 2005-10-28 | 2005-10-28 | Displacement detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4640113B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009047760A1 (en) * | 2009-11-12 | 2011-06-09 | Areva Np Gmbh | Method and device for determining the deformation of a fuel element of a pressurized water reactor |
CN105806203B (en) * | 2016-04-21 | 2018-08-28 | 合肥工业大学 | A kind of three-dimensional relative displacement transducer |
CN115790355B (en) * | 2023-01-31 | 2023-04-18 | 华新水泥技术管理(武汉)有限公司 | Rotary cement kiln deviation detection device and detection method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005257642A (en) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Samutaku Kk | Magnetic detection circuit and encoder |
JP2007255953A (en) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Hitachi Ltd | Dynamic quantity measuring device |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5037002Y1 (en) * | 1970-12-23 | 1975-10-28 | ||
JPS49123645A (en) * | 1973-03-31 | 1974-11-26 | ||
DE3218913A1 (en) * | 1982-05-19 | 1983-11-24 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | METHOD FOR FORMING A MOVEMENT IN AN ANALOGUE OR DIGITAL SIZE AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD |
JPS60219501A (en) * | 1984-04-16 | 1985-11-02 | Kazuo Tsuchiya | Detection gauge for detecting deformation amount of living body |
JPH0431533Y2 (en) * | 1985-05-20 | 1992-07-29 | ||
JPS62163902A (en) * | 1986-01-16 | 1987-07-20 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Working elongation setting type extending conductive element |
JPS63149504A (en) * | 1986-12-12 | 1988-06-22 | Daikin Ind Ltd | Angle detector |
JPS6441803A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-14 | Kazuo Tsuchiya | Apparatus for measuring angle and displacement quantity using electric resistor piece |
JP2615738B2 (en) * | 1988-01-19 | 1997-06-04 | 日本合成ゴム株式会社 | Angle sensor |
JPH02275313A (en) * | 1989-04-18 | 1990-11-09 | Meisei Electric Co Ltd | Displacement measuring method and differential-coil type displacement measuring apparatus |
JPH03210404A (en) * | 1990-01-12 | 1991-09-13 | Yamaha Corp | Shape sensor |
JPH0422829A (en) * | 1990-05-17 | 1992-01-27 | Polytec Design:Kk | Pressure sensitive rubber |
JPH0518702A (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-26 | Fujitsu Ltd | Displacement sensor |
JPH0599768A (en) * | 1991-10-11 | 1993-04-23 | Riken Corp | Pressure sensor |
JPH05296706A (en) * | 1992-03-06 | 1993-11-09 | Nissan Motor Co Ltd | Shape measurement sensor |
JP3416957B2 (en) * | 1992-07-01 | 2003-06-16 | ヤマハ株式会社 | Electronic musical instrument |
JPH0755458A (en) * | 1993-08-19 | 1995-03-03 | Toshiba Corp | Sensor |
JPH0921709A (en) * | 1995-07-06 | 1997-01-21 | Nissan Motor Co Ltd | Method for measuring torque |
-
2005
- 2005-10-28 JP JP2005315260A patent/JP4640113B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005257642A (en) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Samutaku Kk | Magnetic detection circuit and encoder |
JP2007255953A (en) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Hitachi Ltd | Dynamic quantity measuring device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007121159A (en) | 2007-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7703333B2 (en) | Deformation sensor | |
Yang et al. | Experimental study and modeling of a novel magnetorheological elastomer isolator | |
US8220343B2 (en) | Force sensing device | |
JP6617251B1 (en) | Force sensor | |
JP4640113B2 (en) | Displacement detection device | |
DE102017201163A1 (en) | POWER / TORQUE SENSOR, WHICH HAS A REDUNDANT INSTRUMENTATION AND IS READY TO RECOGNIZE FAULTS | |
EP1901311A1 (en) | Crosslinked elastomer body | |
Charde et al. | Investigation of stresses in master leaf of leaf spring by FEM and its experimental verification | |
JP6771794B1 (en) | Force sensor | |
CN102095894A (en) | Method for adjusting an acceleration sensor, and acceleration sensor | |
DE102007033000B4 (en) | Micromechanical component with a position detection component for position determination and amplitude determination of a vibratable element | |
DE102011056971A1 (en) | Micromechanical Coriolis rotation rate sensor | |
JP2003035639A (en) | Method and apparatus for characteristic test to compression spring | |
DE102007060942A1 (en) | Rotation rate sensor and method for operating a rotation rate sensor | |
Harvey Jr et al. | Buckling of elastic columns with initial imperfections and load eccentricity | |
JP2019512670A (en) | Sensor device, measuring device, motored vehicle and method of detecting actual deformation of a member | |
DE102004058183A1 (en) | Sensor with self-test | |
Yang et al. | Design of a spatial compliant translational joint | |
JP2010236974A (en) | Method of evaluating measurement of mechanical output of piezoelectric actuator, control method, and device using the methods | |
KR102388550B1 (en) | Mechanical component having a force sensor | |
CN107621322B (en) | Sensor device | |
JP2022174264A (en) | force sensor | |
CN112050982B (en) | Method for testing friction value of automobile chassis suspension assembly and electronic equipment | |
JP2008102090A (en) | Deformation sensor system | |
CN108593059B (en) | Multi-beam structure elastic element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080123 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100610 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100722 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100902 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101102 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101115 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |