JP5817371B2 - Torque measuring device - Google Patents

Torque measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP5817371B2
JP5817371B2 JP2011201365A JP2011201365A JP5817371B2 JP 5817371 B2 JP5817371 B2 JP 5817371B2 JP 2011201365 A JP2011201365 A JP 2011201365A JP 2011201365 A JP2011201365 A JP 2011201365A JP 5817371 B2 JP5817371 B2 JP 5817371B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fastening member
side fastening
measuring device
torque
protrusion
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.)
Active
Application number
JP2011201365A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013061305A (en
Inventor
義博 黒木
義博 黒木
雄介 小坂
雄介 小坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2011201365A priority Critical patent/JP5817371B2/en
Publication of JP2013061305A publication Critical patent/JP2013061305A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5817371B2 publication Critical patent/JP5817371B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、トルク計測装置に関する。   The present invention relates to a torque measuring device.

この種の技術として、特許文献1は、起歪体と歪みゲージを備えたロードセルを開示している。起歪体は、入力側又は出力側の一方にボルト接合される外輪と、入力側又は出力側の他方にボルト接合される内輪と、外輪と内輪とを連結し起歪部を成すスポーク部と、によって構成されている。スポーク部には、歪みゲージが設けられている。   As this type of technology, Patent Document 1 discloses a load cell including a strain generating body and a strain gauge. The strain generating body includes an outer ring that is bolted to one of the input side or the output side, an inner ring that is bolted to the other of the input side or the output side, and a spoke part that connects the outer ring and the inner ring to form a strain generating part. , Is composed of. A strain gauge is provided in the spoke part.

特開2009-288187号公報JP 2009-288187

しかし、上記特許文献1のロードセルは、入力側から出力側へ高いトルクを伝達する際、若干の滑りを生じさせてしまう虞がある。なぜなら、ボルト接合はボルトとボルト孔との間に不可避的な隙間が存在するからである。   However, the load cell of Patent Document 1 may cause a slight slip when transmitting high torque from the input side to the output side. This is because the bolt joint has an inevitable gap between the bolt and the bolt hole.

本願発明の目的は、ボルト接合を採用したことによる滑りの影響を低減する技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique for reducing the effect of slippage due to the adoption of bolt joints.

本願発明の第1の観点によれば、入力側から出力側へ伝達されるトルクを計測するためのトルク計測装置であって、前記入力側又は前記出力側の一方である第1相手側部材に結合される第1構造体と、前記入力側又は前記出力側の他方である第2相手側部材に結合される第2構造体と、前記第1構造体と前記第2構造体を連結する起歪部と、前記起歪部の変形量を検出可能な変形量検出手段と、を備え、前記第1構造体は、前記第1相手側部材に対して、ボルト接合によって結合されると共に、前記第1構造体と前記第1相手側部材とは、突出部と溝部との組み合わせにより、前記トルクが作用する方向としてのトルク作用方向における前記ボルト接合の遊びよりも小さな遊びで嵌合し合う、トルク計測装置が提供される。以上の構成によれば、前記第1構造体と前記第1相手側部材との結合にボルト接合を採用したことによる滑りの影響を低減することができる。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a torque measuring device for measuring torque transmitted from an input side to an output side, wherein the first counterpart member that is one of the input side or the output side is used. A first structure to be coupled; a second structure coupled to a second mating member that is the other of the input side or the output side; and a coupling that connects the first structure and the second structure. And a deformation amount detecting means capable of detecting a deformation amount of the strain generating portion, wherein the first structure is coupled to the first mating member by bolt joining, and The first structure and the first mating member are fitted together with a play smaller than the play of the bolt joint in the torque acting direction as the direction in which the torque acts, due to the combination of the protrusion and the groove. A torque measuring device is provided. According to the above configuration, it is possible to reduce the influence of slipping due to the use of bolt joining for coupling the first structure and the first mating member.

前記第2構造体は、前記第2相手側部材に対して、ボルト接合によって結合されると共に、前記第2構造体と前記第2相手側部材とは、突出部と溝部との組み合わせにより、前記トルク作用方向における前記ボルト接合の遊びよりも小さな遊びで嵌合し合う。以上の構成によれば、前記第2構造体と前記第2相手側部材との結合にボルト接合を採用したことによる滑りの影響を低減することができる。   The second structure is coupled to the second mating member by bolt joining, and the second structure and the second mating member are combined with a protrusion and a groove, They are engaged with each other with a play smaller than the play of the bolt joint in the torque acting direction. According to the above configuration, it is possible to reduce the influence of slipping due to the use of bolt joint for coupling the second structure and the second mating member.

前記第1構造体と前記第1相手側部材とが嵌合し合うために前記第1構造体に形成される前記突出部又は前記溝部は、第1の方向に延びて形成されており、前記第2構造体と前記第2相手側部材とが嵌合し合うために前記第2構造体に形成される前記突出部又は前記溝部は、前記第1の方向に対して直交する第2の方向に延びて形成されている。以上の構成によれば、前記トルク計測装置から見て、前記第1相手側部材が前記第1の方向にスライド可能であり、前記第2相手側部材が前記第1の方向に対して直交する前記第2の方向にスライド可能であるので、前記ボルト接合の前に行われる、前記第1相手側部材と前記トルク計測装置と前記第2相手側部材との調心作業が容易である。   The protrusion or the groove formed in the first structure so that the first structure and the first mating member are fitted to each other is formed to extend in a first direction, and The protrusion or the groove formed in the second structure so that the second structure and the second mating member fit together is a second direction orthogonal to the first direction. It is extended and formed. According to the above configuration, when viewed from the torque measuring device, the first mating member is slidable in the first direction, and the second mating member is orthogonal to the first direction. Since it is slidable in the second direction, alignment work of the first mating member, the torque measuring device, and the second mating member, which is performed before the bolt joining, is easy.

本願発明の第2の観点によれば、入力側から出力側へ伝達されるトルクを計測するためのトルク計測装置であって、前記入力側又は前記出力側の一方である第1相手側部材に結合される第1構造体と、前記入力側又は前記出力側の他方である第2相手側部材に結合される第2構造体と、前記第1構造体と前記第2構造体を連結する起歪部と、前記起歪部の変形量を検出可能な変形量検出手段と、を備え、前記第1構造体は、前記第1相手側部材に対して、ボルト接合によって結合されると共に、前記第1構造体と前記第1相手側部材とは、テーパー付き突出部とテーパー付き溝部との組み合わせにより、前記トルクが作用する方向としてのトルク作用方向における遊びを消すように楔係合する、トルク計測装置が提供される。以上の構成によれば、前記第1構造体と前記第1相手側部材との結合にボルト接合を採用したことによる滑りの影響を解決できる。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a torque measuring device for measuring torque transmitted from the input side to the output side, wherein the first counterpart member that is one of the input side or the output side is used. A first structure to be coupled; a second structure coupled to a second mating member that is the other of the input side or the output side; and a coupling that connects the first structure and the second structure. And a deformation amount detecting means capable of detecting a deformation amount of the strain generating portion, wherein the first structure is coupled to the first mating member by bolt joining, and The first structure and the first mating member are wedge-engaged so as to eliminate play in the torque acting direction as the direction in which the torque acts by combining a tapered projecting portion and a tapered groove portion. A measuring device is provided. According to the above configuration, it is possible to solve the influence of slipping due to the use of bolt joining for coupling the first structure and the first mating member.

前記第2構造体は、前記第2相手側部材に対して、ボルト接合によって結合されると共に、前記第2構造体と前記第2相手側部材とは、テーパー付き突出部とテーパー付き溝部との組み合わせにより、前記トルクが作用する方向としてのトルク作用方向における遊びを消すように楔係合する。以上の構成によれば、前記第2構造体と前記第2相手側部材との結合にボルト接合を採用したことによる滑りの影響を解決できる。   The second structure is coupled to the second mating member by bolt joining, and the second structure and the second mating member are formed by a tapered protrusion and a tapered groove. By the combination, wedge engagement is performed so as to eliminate play in the torque acting direction as the direction in which the torque acts. According to the above configuration, it is possible to solve the influence of slipping due to the use of bolt joint for coupling the second structure and the second mating member.

前記第1構造体と前記第1相手側部材とが楔係合するために前記第1構造体に形成される前記テーパー付き突出部又は前記テーパー付き溝部は、第1の方向に延びて形成されており、前記第2構造体と前記第2相手側部材とが楔係合するために前記第2構造体に形成される前記テーパー付き突出部又は前記テーパー付き溝部は、第1の方向に対して直交する第2の方向に延びて形成されている。以上の構成によれば、前記トルク計測装置から見て、前記第1相手側部材が前記第1の方向にスライド可能であり、前記第2相手側部材が前記第1の方向に対して直交する前記第2の方向にスライド可能であるので、前記ボルト接合の前に行われる、前記第1相手側部材と前記トルク計測装置と前記第2相手側部材との調心作業が容易である。   The tapered protrusion or the tapered groove formed in the first structure for wedge engagement between the first structure and the first mating member is formed extending in the first direction. The tapered protrusion or the tapered groove formed in the second structure so that the second structure and the second mating member are wedge-engaged with respect to the first direction. And extending in a second direction orthogonal to each other. According to the above configuration, when viewed from the torque measuring device, the first mating member is slidable in the first direction, and the second mating member is orthogonal to the first direction. Since it is slidable in the second direction, alignment work of the first mating member, the torque measuring device, and the second mating member, which is performed before the bolt joining, is easy.

本願発明によれば、前記第1構造体と前記第1相手側部材との結合にボルト接合を採用したことによる滑りの影響を低減することができる。   According to the invention of the present application, it is possible to reduce the influence of slipping due to the use of bolt joining for coupling the first structure and the first mating member.

図1は、ロボットの関節部分の要部断面図である。(第1実施形態)FIG. 1 is a cross-sectional view of a principal part of a joint portion of a robot. (First embodiment) 図2は、トルクセンサの正面図である。(第1実施形態)FIG. 2 is a front view of the torque sensor. (First embodiment) 図3は、図2のIII-III線矢視断面図である。(第1実施形態)3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. (First embodiment) 図4は、図2のIV-IV線矢視断面図である。(第1実施形態)4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. (First embodiment) 図5は、図2のV-V線矢視断面図である。(第1実施形態)5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. (First embodiment) 図6は、図5に類似する図であって、第2実施形態を示す図である。FIG. 6 is a view similar to FIG. 5 and showing the second embodiment.

(第1実施形態)
以下、図1〜5を参照しつつ、本願発明の第1実施形態を説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1には、本実施形態のトルクセンサ1をロボット2の関節部3に組み込んだ例を示している。図1に示すように、ロボット2の関節部3は、上腕に相当する第1関節機構4と、前腕に相当する第2関節機構5と、サーボドライバ6と、サーボモータ7(トルク発生手段、駆動源)と、減速機8と、を備えて構成されている。   FIG. 1 shows an example in which the torque sensor 1 of the present embodiment is incorporated in the joint 3 of the robot 2. As shown in FIG. 1, the joint part 3 of the robot 2 includes a first joint mechanism 4 corresponding to the upper arm, a second joint mechanism 5 corresponding to the forearm, a servo driver 6, and a servo motor 7 (torque generating means, Drive source) and a speed reducer 8.

サーボモータ7と減速機8は、第1関節機構4の先端部に回転不能に支持されている。   The servo motor 7 and the speed reducer 8 are supported at the tip of the first joint mechanism 4 so as not to rotate.

サーボモータ7は、サーボドライバ6から受信するトルク指令信号に基づいて、図示しない回転軸を回転させる。サーボモータ7は、上記回転軸の回転角を検出するアブソリュートエンコーダ9を有している。アブソリュートエンコーダ9は、検出した上記回転軸の回転角をサーボドライバ6にフィードバックする。   The servo motor 7 rotates a rotating shaft (not shown) based on a torque command signal received from the servo driver 6. The servo motor 7 has an absolute encoder 9 that detects the rotation angle of the rotating shaft. The absolute encoder 9 feeds back the detected rotation angle of the rotating shaft to the servo driver 6.

減速機8は、サーボモータ7から出力されたトルクを増幅するためのものである。減速機8は、一次側締結部材10(第1相手側部材)を有している。一次側締結部材10は、トルクセンサ1と結合している。   The speed reducer 8 is for amplifying the torque output from the servo motor 7. The speed reducer 8 has a primary side fastening member 10 (first counterpart member). The primary side fastening member 10 is coupled to the torque sensor 1.

第2関節機構5は、二次側締結部材11(第2相手側部材)を有している。二次側締結部材11は、トルクセンサ1と結合している。   The second joint mechanism 5 has a secondary side fastening member 11 (second counterpart member). The secondary side fastening member 11 is coupled to the torque sensor 1.

トルクセンサ1は、一次側締結部材10(入力側)から二次側締結部材11(出力側)へ伝達されるトルクを計測するものである。トルクセンサ1は、計測したトルクをトルク信号としてサーボドライバ6にフィードバックする。   The torque sensor 1 measures the torque transmitted from the primary side fastening member 10 (input side) to the secondary side fastening member 11 (output side). The torque sensor 1 feeds back the measured torque to the servo driver 6 as a torque signal.

以上の構成で、サーボドライバ6で生成されたトルク指令信号に基づいてサーボモータ7はトルクを発生させ、発生したトルクは減速機8によって増幅された上でトルクセンサ1を介して第2関節機構5に出力される。   With the above configuration, the servo motor 7 generates torque based on the torque command signal generated by the servo driver 6, and the generated torque is amplified by the speed reducer 8 and then the second joint mechanism via the torque sensor 1. 5 is output.

次に、トルクセンサ1の構成を詳細に説明する。図2に示すように、トルクセンサ1は、第1構造体12と、第2構造体13と、4つの起歪部14と、によって構成されている。   Next, the configuration of the torque sensor 1 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the torque sensor 1 includes a first structure 12, a second structure 13, and four strain generating portions 14.

図2の第1構造体12は、一次側締結部材10に対して結合する部分である。第1構造体12には、複数のボルト接合用メネジ15が形成されている。一次側締結部材10に形成されているボルト接合用ボルト貫通孔にボルトを貫通させ、このボルトをボルト接合用メネジ15にねじ込むことで、第1構造体12は、一次側締結部材10に対してボルト接合される。   The first structure 12 in FIG. 2 is a portion that is coupled to the primary side fastening member 10. A plurality of female screws 15 for bolt joining are formed in the first structure 12. The first structure 12 can be attached to the primary-side fastening member 10 by passing a bolt through a bolt-joining bolt through-hole formed in the primary-side fastening member 10 and screwing the bolt into the bolt-joining female screw 15. Bolted.

図4に示すように、第1構造体12の一次側締結部材10側の面である第1接合面16には、トルクセンサ1の回転軸Cに対して直交する第1方向17(第1の方向)に沿って細長い第1突条体18(突出部)が、回転軸Cを挟むように一対で形成されている。図5に示すように、第1突条体18の長手方向に対して直交する断面の形状は略矩形状である。そして、第1構造体12の第1突条体18は、一次側締結部材10に形成されている第1突条体収容溝30に収容される。このとき、トルクセンサ1の円周方向(即ち、トルク作用方向Td)における第1突条体18と第1突条体収容溝30との間の隙間gは、トルク作用方向Tdにおけるボルト接合の遊びよりも小さく設定されている。従って、第1構造体12と一次側締結部材10との結合にボルト接合を採用したことによる滑りの影響を低減することができる。   As shown in FIG. 4, a first direction 17 (first direction orthogonal to the rotation axis C of the torque sensor 1) is formed on the first joint surface 16 that is a surface on the primary side fastening member 10 side of the first structure 12. The elongated first protrusions 18 (protrusions) are formed in pairs so as to sandwich the rotation axis C. As shown in FIG. 5, the shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the 1st protrusion 18 is a substantially rectangular shape. And the 1st protrusion body 18 of the 1st structure 12 is accommodated in the 1st protrusion body accommodation groove | channel 30 currently formed in the primary side fastening member 10. FIG. At this time, the gap g between the first ridge body 18 and the first ridge body housing groove 30 in the circumferential direction of the torque sensor 1 (that is, the torque acting direction Td) is a bolt joint in the torque acting direction Td. It is set smaller than play. Accordingly, it is possible to reduce the influence of slipping due to the use of bolt joining for the connection between the first structure 12 and the primary side fastening member 10.

図2の第2構造体13は、二次側締結部材11に対して結合する部分である。第2構造体13は、第1構造体12の外周側に環状に配置されている。第2構造体13には、複数のボルト接合用メネジ19が形成されている。二次側締結部材11に形成されているボルト接合用ボルト貫通孔にボルトを貫通させ、このボルトをボルト接合用メネジ19にねじ込むことで、第2構造体13は、二次側締結部材11に対してボルト接合される。   The second structure 13 in FIG. 2 is a portion that is coupled to the secondary side fastening member 11. The second structure 13 is annularly arranged on the outer peripheral side of the first structure 12. In the second structure 13, a plurality of female screws 19 for bolt connection are formed. The second structure 13 is attached to the secondary side fastening member 11 by passing the bolt through the bolt joining bolt through hole formed in the secondary side fastening member 11 and screwing the bolt into the bolt joining female screw 19. It is bolted to it.

図3に示すように、第2構造体13の二次側締結部材11側の面である第2接合面20には、トルクセンサ1の回転軸Cに対して直交すると共に、第1突条体18の長手方向(第1方向17)に対して直交する第2方向21(第2の方向)に沿って細長い第2突条体収容溝22(溝)が、回転軸Cを挟むように一対で形成されている。第2突条体収容溝22の長手方向に対して直交する断面の形状は略矩形状である。そして、第2構造体13の第2突条体収容溝22は、二次側締結部材11に形成されている第2突条体31を収容する。このとき、トルクセンサ1の円周方向(即ち、トルク作用方向Td)における第2突条体31と第2突条体収容溝22との間の隙間は、図5における第1突条体18と第1突条体収容溝30との間の隙間のように、トルク作用方向Tdにおけるボルト接合の遊びよりも小さく設定されている。従って、第2構造体13と二次側締結部材11との結合にボルト接合を採用したことによる滑りの影響を低減することができる。   As shown in FIG. 3, the second joint surface 20, which is the surface on the secondary side fastening member 11 side of the second structure 13, is orthogonal to the rotational axis C of the torque sensor 1 and the first protrusion. The elongated second ridge body accommodation groove 22 (groove) along the second direction 21 (second direction) orthogonal to the longitudinal direction of the body 18 (first direction 17) sandwiches the rotation axis C. A pair is formed. The shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction of the second protrusion housing groove 22 is substantially rectangular. And the 2nd protrusion body accommodation groove | channel 22 of the 2nd structure 13 accommodates the 2nd protrusion body 31 currently formed in the secondary side fastening member 11. FIG. At this time, the gap between the second protrusion 31 and the second protrusion accommodating groove 22 in the circumferential direction of the torque sensor 1 (that is, the torque acting direction Td) is the first protrusion 18 in FIG. And a gap between the first protrusion body housing groove 30 and the bolt joint play in the torque acting direction Td. Therefore, it is possible to reduce the influence of slipping due to the use of the bolt joint for coupling the second structure 13 and the secondary side fastening member 11.

各起歪部14は、図2に示すように、第1構造体12と第2構造体13を連結する。起歪部14には、起歪部14の変形量を検出可能な薄膜の歪みセンサ32(変形量検出手段)がスパッタリングによって複数、パターニングされている。図1のサーボドライバ6は、複数の歪みセンサ32の出力値に基づいて、第1構造体12と第2構造体13の間に作用するトルクを算出してサーボモータ7をフィードバック制御する。   As shown in FIG. 2, each strain generating portion 14 connects the first structure 12 and the second structure 13. A plurality of thin film strain sensors 32 (deformation amount detection means) capable of detecting the deformation amount of the strain generation portion 14 are patterned in the strain generation portion 14 by sputtering. The servo driver 6 in FIG. 1 calculates the torque acting between the first structure 12 and the second structure 13 based on the output values of the plurality of strain sensors 32 and feedback-controls the servo motor 7.

以上に本願発明の第1実施形態を説明したが、上記第1実施形態は、要するに、以下の特長を有している。   Although the first embodiment of the present invention has been described above, the first embodiment basically has the following features.

(1)トルクセンサ1(トルク計測装置)は、一次側締結部材10(入力側)から二次側締結部材11(出力側)へ伝達されるトルクを計測するためのものである。トルクセンサ1は、一次側締結部材10(一次側締結部材10又は二次側締結部材11の一方である第1相手側部材)に結合される第1構造体12と、二次側締結部材11(一次側締結部材10又は二次側締結部材11の他方である第2相手側部材)に結合される第2構造体13と、第1構造体12と第2構造体13を連結する起歪部14と、起歪部14の変形量を検出可能な歪みセンサ32(変形量検出手段)と、を備える。第1構造体12は、一次側締結部材10に対して、ボルト接合によって結合される。第1構造体12と一次側締結部材10とは、第1突条体18(突出部)と第1突条体収容溝30(溝部)との組み合わせにより、トルクが作用する方向としてのトルク作用方向Tdにおける上記のボルト接合の遊びよりも小さな遊びで嵌合し合っている。以上の構成によれば、第1構造体12と一次側締結部材10との結合にボルト接合を採用したことによる滑りの影響を低減することができる。 (1) The torque sensor 1 (torque measuring device) is for measuring the torque transmitted from the primary side fastening member 10 (input side) to the secondary side fastening member 11 (output side). The torque sensor 1 includes a first structure 12 coupled to a primary side fastening member 10 (a first counterpart member that is one of the primary side fastening member 10 or the secondary side fastening member 11), and a secondary side fastening member 11. The second structure 13 coupled to (the second mating member that is the other of the primary side fastening member 10 or the secondary side fastening member 11), and the strain generation that connects the first structure 12 and the second structure 13. Part 14 and a strain sensor 32 (deformation amount detecting means) capable of detecting the deformation amount of the strain generating part 14. The first structure 12 is coupled to the primary side fastening member 10 by bolt joining. The first structure 12 and the primary side fastening member 10 have a torque action as a direction in which a torque acts by a combination of the first protrusion 18 (protrusion) and the first protrusion housing groove 30 (groove). They are engaged with each other with a smaller play than the above-described bolt joint play in the direction Td. According to the above configuration, it is possible to reduce the influence of slipping due to the use of the bolt joint for coupling the first structure 12 and the primary side fastening member 10.

なお、第1構造体12と一次側締結部材10との間で滑りが発生すると、第2関節機構5の先端部にステップ状の振動が発生し、例えば第2関節機構5の先端部に設けられたハンドの繊細な動きを阻害する。この点、上記実施形態では、第1構造体12と一次側締結部材10との間の滑りが低減されているので、上記ハンドの繊細な動きに寄与する。   Note that, when slippage occurs between the first structure 12 and the primary side fastening member 10, stepped vibration is generated at the distal end portion of the second joint mechanism 5, for example, provided at the distal end portion of the second joint mechanism 5. The delicate movement of the hand is obstructed. In this regard, in the above embodiment, the slip between the first structure 12 and the primary side fastening member 10 is reduced, which contributes to the delicate movement of the hand.

(2)第2構造体13は、二次側締結部材11に対して、ボルト接合によって結合される。第2構造体13と二次側締結部材11とは、第2突条体31(突出部)と第2突条体収容溝22(溝部)との組み合わせにより、トルク作用方向Tdにおけるボルト接合の遊びよりも小さな遊びで嵌合し合っている。以上の構成によれば、第2構造体13と二次側締結部材11との結合にボルト接合を採用したことによる滑りの影響を低減することができる。 (2) The second structure 13 is coupled to the secondary side fastening member 11 by bolt joining. The second structure 13 and the secondary side fastening member 11 are bolt-bonded in the torque acting direction Td by the combination of the second protrusion 31 (protrusion) and the second protrusion accommodating groove 22 (groove). They fit together in a smaller play than play. According to the above configuration, it is possible to reduce the influence of slippage due to the use of bolt joining for the coupling between the second structure 13 and the secondary side fastening member 11.

なお、第2構造体13と二次側締結部材11との間で滑りが発生すると、第2関節機構5の先端部にステップ状の振動が発生し、例えば第2関節機構5の先端部に設けられたハンドの繊細な動きを阻害する。この点、上記実施形態では、第2構造体13と二次側締結部材11との間の滑りが低減されているので、上記ハンドの繊細な動きに寄与する。   Note that when slippage occurs between the second structure 13 and the secondary side fastening member 11, stepped vibration is generated at the distal end portion of the second joint mechanism 5, for example, at the distal end portion of the second joint mechanism 5. The delicate movement of the provided hand is obstructed. In this regard, in the above embodiment, the slip between the second structure 13 and the secondary side fastening member 11 is reduced, which contributes to the delicate movement of the hand.

(3)第1構造体12と一次側締結部材10とが嵌合し合うために第1構造体12に形成される第1突条体18は、第1方向17に延びて形成されており、第2構造体13と二次側締結部材11とが嵌合し合うために第2構造体13に形成される第2突条体収容溝22は、第1方向17に対して直交する第2方向21に延びて形成されている。以上の構成によれば、トルクセンサ1から見て、一次側締結部材10が第1方向17にスライド可能であり、二次側締結部材11が第1方向17に対して直交する第2方向21にスライド可能であるので、ボルト接合の前に行われる、一次側締結部材10とトルクセンサ1と二次側締結部材11との調心作業が容易である。 (3) The first protrusion 18 formed in the first structure 12 so that the first structure 12 and the primary side fastening member 10 are fitted to each other is formed to extend in the first direction 17. The second projecting body accommodation groove 22 formed in the second structure 13 so that the second structure 13 and the secondary side fastening member 11 are fitted to each other is perpendicular to the first direction 17. It extends in two directions 21. According to the above configuration, when viewed from the torque sensor 1, the primary side fastening member 10 is slidable in the first direction 17, and the secondary side fastening member 11 is in the second direction 21 orthogonal to the first direction 17. Therefore, alignment work of the primary side fastening member 10, the torque sensor 1, and the secondary side fastening member 11 performed before the bolt joining is easy.

換言すれば、図2に示すように、第1突条体18の長手方向と第2突条体収容溝22の長手方向は、直交している。これにより、一次側締結部材10の中心軸と二次側締結部材11の中心軸が一致していなくても、トルクセンサ1を一次側締結部材10と二次側締結部材11に対して問題なく結合することができる。   In other words, as shown in FIG. 2, the longitudinal direction of the first protrusion 18 and the longitudinal direction of the second protrusion housing groove 22 are orthogonal to each other. Thereby, even if the center axis | shaft of the primary side fastening member 10 and the center axis | shaft of the secondary side fastening member 11 do not correspond, the torque sensor 1 is satisfactory with respect to the primary side fastening member 10 and the secondary side fastening member 11. Can be combined.

即ち、上記第1実施形態によれば、位置ずれを起こさず確実にトルク伝達ができる締結機能と一次側中心軸と二次側中心軸とにならう調心機能を同時に満足する解が提供されることになる。   That is, according to the first embodiment, there is provided a solution that simultaneously satisfies the fastening function capable of reliably transmitting torque without causing a positional shift and the aligning function following the primary side central axis and the secondary side central axis. Will be.

以上に、本願発明の第1実施形態を説明したが、第1実施形態は以下のように変更できる。   Although the first embodiment of the present invention has been described above, the first embodiment can be modified as follows.

上記第1実施形態では、図4に示すように、第1構造体12に第1突条体18を設け、一次側締結部材10に第1突条体収容溝30を設けることとした。しかし、これに代えて、第1構造体12に第1突条体収容溝30を設け、一次側締結部材10に第1突条体18を設けてもよい。   In the first embodiment, as shown in FIG. 4, the first protrusion 18 is provided in the first structure 12, and the first protrusion accommodation groove 30 is provided in the primary side fastening member 10. However, instead of this, the first protrusion 12 may be provided in the first structure 12, and the first protrusion 18 may be provided in the primary side fastening member 10.

上記第1実施形態では、図3に示すように、第2構造体13に第2突条体収容溝22を設け、二次側締結部材11に第2突条体31を設けることとした。しかし、これに代えて、第2構造体13に第2突条体31を設け、二次側締結部材11に第2突条体収容溝22を設けてもよい。   In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the second projecting body accommodation groove 22 is provided in the second structure 13, and the second projecting body 31 is provided in the secondary side fastening member 11. However, instead of this, the second ridge body 31 may be provided in the second structure 13, and the second ridge body accommodation groove 22 may be provided in the secondary side fastening member 11.

上記第1実施形態では、第1構造体12が一次側締結部材10と結合し、第2構造体13が二次側締結部材11と結合することにした。しかし、これに代えて、第1構造体12が二次側締結部材11と結合し、第2構造体13が一次側締結部材10と結合するようにしてもよい。   In the first embodiment, the first structure 12 is coupled to the primary side fastening member 10, and the second structure 13 is coupled to the secondary side fastening member 11. However, instead of this, the first structure 12 may be coupled to the secondary side fastening member 11 and the second structure 13 may be coupled to the primary side fastening member 10.

(第2実施形態)
次に、図6を参照しつつ、本願発明の第2実施形態を説明する。ここでは、本実施形態が上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は適宜省略する。また、上記第1実施形態の各構成要素に対応する構成要素には原則として同一の符号を付すこととする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the present embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment, and overlapping descriptions will be omitted as appropriate. In addition, in principle, the same reference numerals are assigned to components corresponding to the respective components of the first embodiment.

図5に示すように、上記第1実施形態においてトルクセンサ1の第1構造体12には、断面形状が略矩形状である第1突条体18が形成されており、一次側締結部材10には、断面形状が略矩形状である第1突条体収容溝30が形成されているとした。しかし、これに代えて、本実施形態においてトルクセンサ1の第1構造体12には、テーパー付き第1突条体50が形成されており、一次側締結部材10には、テーパー付き第1突条体収容溝51が形成されている。テーパー付き第1突条体50は、第1構造体12の第1接合面16に対して傾斜する一対のテーパー面50aを有している。同様に、テーパー付き第1突条体収容溝51は、一対のテーパー面51aを有している。そして、図6に示すように、テーパー付き第1突条体50の各テーパー面50aがテーパー付き第1突条体収容溝51の各一対のテーパー面51aに対してテーパー状に面接触することで、第1構造体12と一次側締結部材10が楔係合し、もって、第1構造体12と一次側締結部材10との間のトルク作用方向Tdにおける遊びが消えている。トルク作用方向Tdにおける遊びが消えるとは、即ち、図5における隙間gに相当する隙間がない、ということである。   As shown in FIG. 5, in the first embodiment, the first structure 12 of the torque sensor 1 is formed with a first protrusion 18 having a substantially rectangular cross section, and the primary side fastening member 10. The first protrusion housing groove 30 having a substantially rectangular cross section is formed. However, instead of this, in the present embodiment, the first structure 12 of the torque sensor 1 is formed with a tapered first protrusion 50, and the primary-side fastening member 10 has a tapered first protrusion. A strip accommodation groove 51 is formed. The tapered first protrusion 50 has a pair of tapered surfaces 50 a that are inclined with respect to the first joint surface 16 of the first structure 12. Similarly, the tapered first protrusion housing groove 51 has a pair of tapered surfaces 51a. And as shown in FIG. 6, each taper surface 50a of the 1st protrusion body 50 with a taper makes surface contact in a taper shape with respect to each pair of taper surface 51a of the 1st protrusion body accommodation groove | channel 51 with a taper. Thus, the first structure 12 and the primary side fastening member 10 are wedge-engaged, and the play in the torque acting direction Td between the first structure 12 and the primary side fastening member 10 disappears. That the play in the torque acting direction Td disappears, that is, there is no gap corresponding to the gap g in FIG.

同様に、第2構造体13と二次側締結部材11とは、テーパー付き突出部(図6のテーパー付き第1突条体50に相当。)とテーパー付き溝部(図6のテーパー付き第1突条体収容溝51に相当。)との組み合わせにより、トルク作用方向Tdにおける遊びを消すように楔係合している。これにより、第2構造体13と二次側締結部材11との間のトルク作用方向Tdにおける遊びが消えている。トルク作用方向Tdにおける遊びが消えるとは、即ち、図5における隙間gに相当する隙間がない、ということである。   Similarly, the second structure 13 and the secondary-side fastening member 11 include a tapered protrusion (corresponding to the tapered first protrusion 50 in FIG. 6) and a tapered groove (the tapered first in FIG. 6). (Corresponding to the projecting body accommodating groove 51), the wedge is engaged so as to eliminate play in the torque acting direction Td. Thereby, the play in the torque acting direction Td between the second structure 13 and the secondary side fastening member 11 disappears. That the play in the torque acting direction Td disappears, that is, there is no gap corresponding to the gap g in FIG.

以上に、本願発明の第2実施形態を説明したが、第2実施形態は、要するに、以下の特長を有している。   The second embodiment of the present invention has been described above. In short, the second embodiment has the following features.

(4)トルクセンサ1(トルク計測装置)は、一次側締結部材10(入力側)から二次側締結部材11(出力側)へ伝達されるトルクを計測するためのものである。トルクセンサ1は、一次側締結部材10(一次側締結部材10又は二次側締結部材11の一方である第1相手側部材)に結合される第1構造体12と、二次側締結部材11(一次側締結部材10又は二次側締結部材11の他方である第2相手側部材)に結合される第2構造体13と、第1構造体12と第2構造体13を連結する起歪部14と、起歪部14の変形量を検出可能な歪みセンサ32(変形量検出手段)と、を備える。第1構造体12は、一次側締結部材10に対して、ボルト接合によって結合される。第1構造体12と一次側締結部材10とは、テーパー付き第1突条体50(テーパー付き突出部)とテーパー付き第1突条体収容溝51(テーパー付き溝部)との組み合わせにより、トルク作用方向Tdにおける遊びを消すように楔係合する。以上の構成によれば、第1構造体12と一次側締結部材10との結合にボルト接合を採用したことによる滑りの影響を解決できる。 (4) The torque sensor 1 (torque measuring device) is for measuring the torque transmitted from the primary side fastening member 10 (input side) to the secondary side fastening member 11 (output side). The torque sensor 1 includes a first structure 12 coupled to a primary side fastening member 10 (a first counterpart member that is one of the primary side fastening member 10 or the secondary side fastening member 11), and a secondary side fastening member 11. The second structure 13 coupled to (the second mating member that is the other of the primary side fastening member 10 or the secondary side fastening member 11), and the strain generation that connects the first structure 12 and the second structure 13. Part 14 and a strain sensor 32 (deformation amount detecting means) capable of detecting the deformation amount of the strain generating part 14. The first structure 12 is coupled to the primary side fastening member 10 by bolt joining. The first structure 12 and the primary-side fastening member 10 are provided with torque by combining a tapered first protrusion 50 (tapered protrusion) and a tapered first protrusion receiving groove 51 (tapered groove). The wedge is engaged so as to eliminate play in the acting direction Td. According to the above configuration, it is possible to solve the influence of slipping due to the use of bolt joining for coupling the first structure 12 and the primary side fastening member 10.

(5)また、第2構造体13は、二次側締結部材11に対して、ボルト接合によって結合される。第2構造体13と二次側締結部材11とは、テーパー付き突出部(テーパー付き第1突条体50に相当。)とテーパー付き溝部(テーパー付き第1突条体収容溝51に相当。)との組み合わせにより、トルク作用方向Tdにおける遊びを消すように楔係合する。以上の構成によれば、第2構造体13と二次側締結部材11との結合にボルト接合を採用したことによる滑りの影響を解決できる。 (5) Moreover, the 2nd structure 13 is couple | bonded with the secondary side fastening member 11 by bolt joining. The second structure 13 and the secondary side fastening member 11 correspond to a tapered protrusion (corresponding to the tapered first protrusion 50) and a tapered groove (tapered first protrusion housing groove 51). ) To engage the wedge so as to eliminate play in the torque acting direction Td. According to the above configuration, it is possible to solve the influence of slipping due to the use of the bolt joint for coupling the second structure 13 and the secondary side fastening member 11.

(6)また、第1構造体12と一次側締結部材10とが楔係合するために第1構造体12に形成されるテーパー付き第1突条体50は、第1方向17に延びて形成されており、第2構造体13と二次側締結部材11とが楔係合するために第2構造体13に形成されるテーパー付き第1突条体50(又はテーパー付き第1突条体収容溝51)は、第1方向17に対して直交する第2方向21に延びて形成されている。以上の構成によれば、トルクセンサ1から見て、一次側締結部材10が第1方向17にスライド可能であり、二次側締結部材11が第1方向17に対して直交する第2方向21にスライド可能であるので、ボルト接合の前に行われる、一次側締結部材10とトルクセンサ1と二次側締結部材11との調心作業が容易である。 (6) Further, since the first structure 12 and the primary side fastening member 10 are wedge-engaged, the tapered first protrusion 50 formed in the first structure 12 extends in the first direction 17. The tapered first protrusion 50 (or the tapered first protrusion) formed in the second structure 13 so that the second structure 13 and the secondary fastening member 11 are wedge-engaged. The body accommodating groove 51) is formed so as to extend in the second direction 21 orthogonal to the first direction 17. According to the above configuration, when viewed from the torque sensor 1, the primary side fastening member 10 is slidable in the first direction 17, and the secondary side fastening member 11 is in the second direction 21 orthogonal to the first direction 17. Therefore, alignment work of the primary side fastening member 10, the torque sensor 1, and the secondary side fastening member 11 performed before the bolt joining is easy.

即ち、上記第2実施形態によっても、位置ずれを起こさず確実にトルク伝達ができる締結機能と一次側中心軸と二次側中心軸とにならう調心機能を同時に満足する解が提供されることになる。   That is, the second embodiment also provides a solution that simultaneously satisfies the fastening function capable of reliably transmitting torque without causing a positional shift and the aligning function based on the primary side central axis and the secondary side central axis. It will be.

1 トルクセンサ
2 ロボット
3 関節部
4 第1関節機構
5 第2関節機構
10 一次側締結部材
11 二次側締結部材
12 第1構造体
13 第2構造体
14 起歪部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Torque sensor 2 Robot 3 Joint part 4 1st joint mechanism 5 2nd joint mechanism 10 Primary side fastening member 11 Secondary side fastening member 12 First structure 13 Second structure 14 Strain generation part

Claims (4)

一次側締結部材から二次側締結部材へ伝達されるトルクを計測するためのトルク計測装置であって、A torque measuring device for measuring torque transmitted from a primary side fastening member to a secondary side fastening member,
前記一次側締結部材と係合する第1構造体と、A first structure engaged with the primary side fastening member;
前記第1構造体の外周側に配置され、前記二次側締結部材と係合する第2構造体と、A second structure disposed on the outer peripheral side of the first structure and engaged with the secondary side fastening member;
前記第1構造体と前記第2構造体を連結する起歪部と、A strain generating portion connecting the first structure and the second structure;
前記起歪部の変形量を検出可能な変形量検出手段と、Deformation amount detecting means capable of detecting the deformation amount of the strain generating portion;
を備え、With
前記第1構造体の前記一次側締結部材側の面である第1接合面には、前記トルク計測装置の回転軸に対して直交する第1の方向において前記回転軸を挟むように配置され、前記第1の方向に沿って延びる、一対の突出部又は溝部が形成されており、The first joint surface, which is the surface on the primary-side fastening member side of the first structure, is disposed so as to sandwich the rotation shaft in a first direction orthogonal to the rotation shaft of the torque measuring device, A pair of protrusions or grooves extending along the first direction is formed,
前記第1構造体の前記突出部又は前記溝部は、前記一次側締結部材が有する溝部又は突出部と係合可能であり、The protruding portion or the groove portion of the first structure can be engaged with a groove portion or a protruding portion that the primary side fastening member has,
前記起歪部は、前記第1の方向に対して直交する第2の方向に概ね沿うように延び、前記第1構造体と前記第2構造体を連結している、The strain generating portion extends substantially along a second direction orthogonal to the first direction, and connects the first structure and the second structure,
トルク計測装置。Torque measuring device.
請求項1に記載のトルク計測装置であって、The torque measuring device according to claim 1,
前記第2構造体の前記二次側締結部材側の面である第2接合面には、前記第2の方向において前記回転軸を挟むように配置され、前記第2の方向に沿って延びる、一対の突出部又は溝部が形成されており、The second joint surface, which is the surface on the secondary side fastening member side of the second structure, is disposed so as to sandwich the rotating shaft in the second direction, and extends along the second direction. A pair of protrusions or grooves are formed,
前記第2構造体の前記突出部又は前記溝部は、前記二次側締結部材が有する溝部又は突出部と係合可能である、The projecting portion or the groove portion of the second structure can be engaged with a groove portion or a projecting portion of the secondary side fastening member.
トルク計測装置。Torque measuring device.
請求項1又は2に記載のトルク計測装置であって、The torque measuring device according to claim 1 or 2,
前記第1構造体の前記突出部又は前記溝部の断面形状は、略矩形状又は楔係合するためのテーパー形状である、The cross-sectional shape of the protruding portion or the groove portion of the first structure body is a substantially rectangular shape or a tapered shape for wedge engagement.
トルク計測装置。Torque measuring device.
請求項2に記載のトルク計測装置であって、The torque measuring device according to claim 2,
前記第2構造体の前記突出部又は前記溝部の断面形状は、略矩形状又は楔係合するためのテーパー形状である、The cross-sectional shape of the projecting portion or the groove portion of the second structure is a substantially rectangular shape or a tapered shape for wedge engagement.
トルク計測装置。Torque measuring device.
JP2011201365A 2011-09-15 2011-09-15 Torque measuring device Active JP5817371B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011201365A JP5817371B2 (en) 2011-09-15 2011-09-15 Torque measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011201365A JP5817371B2 (en) 2011-09-15 2011-09-15 Torque measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013061305A JP2013061305A (en) 2013-04-04
JP5817371B2 true JP5817371B2 (en) 2015-11-18

Family

ID=48186082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011201365A Active JP5817371B2 (en) 2011-09-15 2011-09-15 Torque measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5817371B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201512966D0 (en) 2015-07-22 2015-09-02 Cambridge Medical Robotics Ltd Drive arrangements for robot arms
US10295419B2 (en) 2016-02-24 2019-05-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Actuator
JP6489067B2 (en) * 2016-02-24 2019-03-27 トヨタ自動車株式会社 Actuator
JP2017203645A (en) * 2016-05-09 2017-11-16 ソニー株式会社 Torque sensor and force control type actuator
JP6869710B2 (en) 2016-12-09 2021-05-12 日本電産コパル電子株式会社 A strain-causing body and a force sensor equipped with the strain-causing body
JP6776152B2 (en) 2017-02-24 2020-10-28 日本電産コパル電子株式会社 A strain-causing body and a force sensor equipped with the strain-causing body
JP6776151B2 (en) 2017-02-24 2020-10-28 日本電産コパル電子株式会社 A strain-causing body and a force sensor equipped with the strain-causing body
JP6794293B2 (en) 2017-02-24 2020-12-02 日本電産コパル電子株式会社 A strain-causing body and a force sensor equipped with the strain-causing body
JP6968739B2 (en) * 2018-03-29 2021-11-17 日本電産コパル電子株式会社 Torque sensor
WO2024033962A1 (en) * 2022-08-08 2024-02-15 ファナック株式会社 Torque sensor support structure and robot

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3880267A (en) * 1973-02-12 1975-04-29 Gleason Works Coupling device having means for relieving circumferential stresses
JPS62112023A (en) * 1985-11-09 1987-05-23 Shinpo Kogyo Kk Torque detecting device
JPH07113588B2 (en) * 1989-03-27 1995-12-06 ジェイアールスリー インコーポレーティッド Force-moment sensor
JPH05223665A (en) * 1992-02-18 1993-08-31 Fujitsu Ltd Torque detection part of motor
JP3405235B2 (en) * 1998-11-24 2003-05-12 日本精工株式会社 Rotational accuracy and dynamic torque measuring device for radial rolling bearings
EP1719991A4 (en) * 2004-02-04 2007-04-11 Ono Sokki Co Ltd Torque meter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013061305A (en) 2013-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5817371B2 (en) Torque measuring device
KR101896133B1 (en) Power wrench with a torque sensing unit
JP2019500123A5 (en)
JPWO2013146371A1 (en) Encoder, encoder mounting method, torque limiting mechanism, drive device, and robot device
KR20160081135A (en) Torque angle sensor module and apparatus for sensing steering angle of vehicle using the same
JP2009058388A (en) Torque sensor and motor with torque sensor
JP6489067B2 (en) Actuator
EP2829458A1 (en) Electric power steering system
EP4289573A3 (en) Robotic surgical assemblies and adapter assemblies thereof
US20170152001A1 (en) Bicycle drive unit
KR20140067650A (en) Torque sensor
KR101371941B1 (en) Measurement for angle of constant velocity joint of drive shaft
JP2007040925A (en) Torque detection device
JP6968739B2 (en) Torque sensor
JP2008155782A (en) Vehicle steering system
JP2009288187A (en) Load cell
WO1984000586A1 (en) Coupling structure of servo motor with detector
WO2019171810A1 (en) Torque sensor
JP2017207451A (en) Measuring device
TWM619741U (en) Torque sensor and actuating joint of robot
CN210123317U (en) Torsion sensor of middle-placed motor
JP2003166888A (en) Torque detection device of drive shaft
JP2010002325A (en) Torque detecting apparatus and power steering system
KR20190127321A (en) Torque sensor
KR20110056143A (en) Torque sensor of steering system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140116

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140806

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140812

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141008

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150127

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: 20150901

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150914

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5817371

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151