JPH0219732A - Rotary moment measuring apparatus - Google Patents
Rotary moment measuring apparatusInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/12—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving photoelectric means
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、発信器および受信器を存し、軸に働く回転モ
ーメントを測定する装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a device that includes a transmitter and a receiver and measures a rotational moment acting on a shaft.
（先行技術）
モーメントが作用する軸の捩れ角が、回転モーメント値
に変換を行なわせる初期ヘースとなるような回転モーメ
ントを測定する各種方法および装置が知られている。PRIOR ART Various methods and devices are known for measuring rotational moments such that the torsion angle of the shaft on which the moment acts is the initial heath upon which the conversion into rotational moment values takes place.
更に、軸に対して間隔をおいて取付けられたパートナ−
センサと連動する接近センサにより測定される２つの極
大値の時間的ズレを利用することも知られている。Furthermore, a partner mounted at a distance from the axis
It is also known to exploit the time lag between two local maxima measured by a proximity sensor associated with the sensor.
直接照射光を以て働らく測光システムも知られているが
、この方式では回転モーメント測定のために光透過の時
間的ズレが活用される。Photometric systems that work with direct illumination light are also known, but in this method the time lag in light transmission is utilized to measure the rotational moment.
既知装置の場合には、こうした装置が、回転軸において
のみ合理的測定結果を与えるに過ぎぬということは欠点
である。軸が静止し、あるいはゆっくりと回転している
際には、しかしながらモーメントが働き、何等、有用な
測定値が示されぬといった状況になる。A disadvantage of the known devices is that they only give reasonable measurement results in the axis of rotation. However, when the shaft is stationary or slowly rotating, moments act and no useful measurements are given.
静止状態においても、例えば起動時においても過剰負荷
が生ずるといった機械・設備の場合には、このような装
置は導入できない。更に既知装置は、その複雑な構成な
るがゆえに、応用の可能性が限定されていて、いわばこ
うした既知装置は、主として実験装置・試験装置の領域
で利用されることになる。Such a device cannot be introduced in the case of machines and equipment that are subject to excessive loads even when they are stationary or, for example, when they are started. Furthermore, the possibilities of application of known devices are limited due to their complicated configurations, and so to speak, such known devices are mainly used in the field of experimental devices and test devices.
（発明の目的）
本発明の基本目的は、構造的に簡単であり、試験装置以
外の利用に対しても頑丈であり、回転機能を発揮する軸
においても、また回転モーメントによって作動している
が少なくともタイミング良く静止する軸においても信幀
性の高い測定結果を保証するといった、軸における回転
モーメントの測定装置を提案することにある。(Objective of the Invention) The basic object of the present invention is to be structurally simple and robust for uses other than test equipment, and to be suitable for shafts that perform rotational functions and that are actuated by rotational moments. The object of the present invention is to propose a device for measuring rotational moment on a shaft, which guarantees highly reliable measurement results even for shafts that are stationary in a timely manner.
（発明の構成）
この目的は、本発明によれば、発信器として拡散光を生
ずる光源が、また受信器として、光を比例的に電気信号
に変える測定器、特に光電池または光ダイオードが用意
されていること；双方が２枚の溝つきディスクによって
２つの空間に区分されるハウジングにそれぞれ配備され
ていること；および両溝つきディスクが相互に接して配
備されているが、とはいえ相互に間隔をおいて軸に固定
されていることによって解消される。(Structure of the Invention) This object is achieved according to the invention by providing as a transmitter a light source producing diffused light and as a receiver a measuring device, in particular a photovoltaic cell or a photodiode, which converts the light proportionally into an electrical signal. both are arranged in a housing divided into two spaces by two grooved discs; and both grooved discs are arranged adjacent to each other, but not mutually exclusive. This problem is solved by being fixed to the shaft at intervals.
こうした実施態様により、作動回転モーメントに比例す
る電圧信号が発生する。この場合に、孔部を通過して照
射することになる光量は空隙面積に比例するという効果
が活用される。その前提は、然るに、孔部を通過する゛
拡散反射光の照射があり、受信器に拡散反射光が受けい
れられるという点にある。双方の溝つきディスクは軸と
は、固定位置間で間隔がとられるように、接続するべく
、溝つきディスク両者が構成されているので、十分に大
きな捩り角が得られる。Such an embodiment generates a voltage signal that is proportional to the actuation torque. In this case, the effect that the amount of light that passes through the hole and is irradiated is proportional to the area of the void is utilized. The premise, however, is that there is irradiation of diffusely reflected light that passes through the hole, and that the diffusely reflected light is received by the receiver. Since both grooved disks are configured to be connected to the shaft in such a way that they are spaced apart between fixed positions, a sufficiently large torsion angle is obtained.
単純な手法によって有効な計測装置が確保されるが、こ
の計測装置は単に試験条件下だけでなく、例えば屋外に
おいて活用される機械、−例としては農業用にも用いら
れ得る。センサはハウジング内にも保護されて装着され
ている。溝つきディスクの捩れによって、簡単にゼロ点
バランスが可能となる。軸方向間隔を採って溝つきディ
スクが軸に固定されていると有利である。The simple approach ensures an effective measuring device, which can be used not only under test conditions, but also for example on machines used outdoors - for example in agricultural applications. The sensor is also mounted protected within the housing. The twisting of the grooved disc allows easy zero point balance. It is advantageous if the grooved disk is fixed to the shaft at an axial distance.
別の実施態様においては、溝つきディスクが、軸の無負
荷状態時において、前辺て決められた大きさで重なり合
うよう配備された同一孔部を有するようになっている。In a further embodiment, the grooved discs have identical holes arranged on the front sides such that they overlap with a defined size in the unloaded state of the shaft.
溝つきディスクはその際、孔部が合同となるか、あるい
は一定の重なり合いが用意されるよう配置することにな
るが、なお、この重なり合いは、プラスモーメントおよ
びマイナスモーメントが計測される際の基準となるゼロ
ポジションを表現するのである。この場合、溝つきディ
スクはその径方向内側周辺において、カラーの一端と接
続し７、カラーは他端で軸上に固定されている。The grooved discs should then be arranged so that their holes are congruent or have a certain overlap, which is the basis for measuring positive and negative moments. It expresses the zero position. In this case, the grooved disc is connected at its radially inner periphery to one end of the collar 7, which is fixed on the shaft at the other end.
（実施例）
以下本発明による一実施例を示イ゛添付図面を参照して
、本発明を詳述する。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be shown below.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図に示される装置は、回転モーメントにより作動せ
しめられている軸を６する。軸１上にはハウジング２が
軸受３を介しＣ確保されている。The device shown in FIG. 1 has a shaft actuated by a rotational moment. A housing 2 is secured on the shaft 1 via a bearing 3.
このハウジングは開示されざる機構により確保されてい
て、その結果、ハウ：’、／ ’、、−’グ自体は軸Ｉ
の回転ｌには関与しない。軸ｌは取外しできるよう構成
されていて、すなわち軸は、径を小さくした部分２１を
有する。ハウジング２の内部空間には、２枚の溝つきｙ
イスクが配備１キれている。この溝つきディスク４、之
）はその径方向内側周辺に接続したカラー８．９を有す
る。カラー８．９は孔部１０゜１１を具備し、孔部によ
りこのカラーは空転せぬよう装着されている。このよう
な空転させぬ取付けは、例えばそれ相応の締りばめによ
り行なわれる。This housing is secured by an undisclosed mechanism, so that the housing itself is
is not involved in the rotation l. The shaft l is designed to be removable, ie it has a portion 21 of reduced diameter. In the internal space of the housing 2, there are two grooved y
Isk is 1ki less deployed. This grooved disc 4 has a collar 8.9 connected to its radially inner periphery. The collar 8.9 is provided with holes 10.degree. 11, by means of which the collar is mounted in a non-slip manner. Such a slip-free mounting can be achieved, for example, by a corresponding interference fit.
つまりカラー８．９は、その空隙１０．１１を有し、段
部２１において仕切りを付与した軸１部分に固定セット
される。カラー８．９が軸１上において固定されている
領域において、径方向外側に向っているフランジ１３．
１２に接続している。ハウジング２の内側面２０と、両
フランジ１２．１３の面２３、溝つきディスク４．５の
面２２およびカラー８．９の外側面２４との間に２つの
空間ＡおよびＢが構成される。ハウジング２の内側空間
は、従って２つの空間ＡおよびＢに区分されている。第
４図からも判るように双方の溝つきディスク４．５は孔
部６７を有する。溝つきディスク４．５は、回転モーメ
ントが軸１に働らかぬ時に、溝つきディスク４の孔部６
が、溝つきディスク５の孔部７に重なり合い配備するよ
う、相比に孔部６．７を備えて配置する。空間Ａの領域
においては、ハウジング２内に凹み１５が配備されてい
て、このハウジング２内には光源Ｉ４が配備している。That is, the collar 8.9 has its gap 10.11 and is fixedly set on the part of the shaft 1 provided with the partition at the step 21. In the region where the collar 8.9 is fixed on the shaft 1, the flange 13.
Connected to 12. Two spaces A and B are formed between the inner surface 20 of the housing 2 and the surface 23 of both flanges 12.13, the surface 22 of the grooved disc 4.5 and the outer surface 24 of the collar 8.9. The inner space of the housing 2 is therefore divided into two spaces A and B. As can also be seen in FIG. 4, both grooved disks 4.5 have holes 67. The grooved disc 4.5 is inserted into the hole 6 of the grooved disc 4 when no rotational moment acts on the shaft 1.
is arranged with a hole 6.7 in phase ratio so as to overlap the hole 7 of the grooved disk 5. In the area of space A, a recess 15 is arranged in the housing 2, in which a light source I4 is arranged.
光源１４はスイノナ２６を介して電源１日と接続可能で
ある。光源１４は拡散光を発生させるべく構成されてい
る。ハウジング３の空間Ｂの領域内では、凹み１７中に
光電池１６が配備されている。この光電池１６は電圧計
１９の形態を採って電力消費部分と接続している。電圧
計１４は、スケールによって、測定電圧に比例した回転
モーメントを示す。これは軸１に接する回転モーメント
である。軸ｌに回転モーメントが働らく際に、軸１が捩
れるため、孔部６および７の位置が、両溝つきディスク
４および５において相互に変ることになる。これにより
、光源１４によって生ずる光量であり、しかも溝つきデ
ィスク４および５の双方の孔部６．７間における重なり
合い面の自由断面を通じて、空間Ａから空間Ｂに通過す
る光量の一部が遮蔽され得る。回転モーメントの上昇と
共に、通過光量は大きくなる。マイナスモーメントの際
には自由断面は小さくなり、これにより発生光量は減少
する。これにより、作動モーメントが働らく方向の確認
が可能になる。The light source 14 can be connected to a power source via a light source 26. Light source 14 is configured to generate diffused light. In the region of the space B of the housing 3, a photovoltaic cell 16 is arranged in a recess 17. This photovoltaic cell 16 takes the form of a voltmeter 19 and is connected to a power consuming part. The voltmeter 14 shows, by means of a scale, a rotational moment proportional to the measured voltage. This is the rotational moment tangential to axis 1. When a rotational moment is applied to the shaft 1, the shaft 1 is twisted, so that the positions of the holes 6 and 7 change relative to each other in both grooved discs 4 and 5. As a result, a part of the light amount generated by the light source 14 and passing from the space A to the space B through the free cross section of the overlapping surface between the holes 6.7 of both the grooved disks 4 and 5 is blocked. obtain. As the rotational moment increases, the amount of passing light increases. In the case of a negative moment, the free cross section becomes smaller, which reduces the amount of light generated. This makes it possible to confirm the direction in which the actuation moment acts.
孔部６，７の形態は、比例が与えられるよう選択され得
る。The form of the holes 6, 7 can be chosen so as to give proportion.
拡散光発生作用を改善するためには、空間に向った面、
ないしハウジング２、溝つきディスク４５、カラー８，
９およびフランジ１２．１３の空間ＡおよびＢを仕切る
面２０．２２．２３．２４に対して白く塗工することが
行なわれている。更に、双方の溝つきディスク４および
５の互に向き合った而２５も白色のカラー層を有する。In order to improve the diffused light generation effect, the surface facing the space,
or housing 2, grooved disc 45, collar 8,
9 and the surfaces 20.22.23.24 of the flanges 12.13 that partition the spaces A and B are painted white. Furthermore, the two grooved discs 4 and 5 facing each other 25 also have a white color layer.
（発明の効果）
先に述べたように溝つきディスクは、その径方向内側周
辺において、カラーの一端と接続し、カラーは他端で軸
上に固定されている。これにより固定位置相互間におい
て最大限大きな間隔が保証される。(Effects of the Invention) As described above, the grooved disk is connected to one end of the collar at its radially inner periphery, and the collar is fixed on the shaft at the other end. This ensures maximum distances between fixed positions.
完全な遮蔽が得られるよう、カラー他端には径方向、外
側に向っているフランジが接続されている。A radially outwardly directed flange is connected to the other end of the collar to provide complete shielding.
拡散照明の存在に対する条件を改善するため、空間を区
切る面および溝つきディスクの相互に向き合った面が白
く塗られている。これは、白色塗工によって達せられる
が、白色塗膜を与えることによっても達成される。In order to improve the conditions for the presence of diffuse illumination, the surfaces delimiting the space and the mutually facing surfaces of the grooved discs are painted white. This is achieved by white coating, but also by providing a white coating.
拡散光を発生させる条件は、光源および／または測光計
がハウジングの内壁面の凹み中に配備されていることに
より改善され得る。The conditions for generating diffused light can be improved by arranging the light source and/or the photometer in a recess in the inner wall of the housing.
ハウジングが軸上に支持され、回転せぬよう確保されて
いることが有利である。これにより、ケーブルを介して
電源との接続、ないし回転モーメント値に対する表示要
素との接続が容易になる。Advantageously, the housing is supported on an axis and secured against rotation. This facilitates the connection via the cable to the power supply and/or to the display element for the torque value.
結局、本発明の別途実施態様では、溝つきディスク内で
の孔部には、測光計において計測される電圧値が、作用
回転モーメントに比例するような形態が付与され得る。Finally, in a further embodiment of the invention, the holes in the grooved disc can be provided with such a configuration that the voltage value measured in the photometer is proportional to the applied torque.
結果に欠陥を生ぜぬようにするため、ハウジング内部空
間が、外部からの光照射に対して遮蔽されている。In order to avoid defects in the result, the interior space of the housing is shielded from external light radiation.
第１図は装置の長さ方向断面であり、
第２図は、光源電流回路の配線図であり、第３図は、測
光計電流回路の配線図であり、第４図は、溝つきディス
クの外観である。
なお、図面での照合番号は下記部分を意味する。
１・・・軸、２・・・ハウジング、３・・・軸受、４．
５・・・溝つきディスク、６，７・・・孔部、８．９・
・・カラー、ｔｏ、 １１・・・カラー内空隙、１２、
１３・・・フランジ、１４・・・光源、１５．１７・・
・凹み、１６・・・測光計、１８・・・電源、１９・・
・電圧計、２０・・・ハウジング内壁、２１・・・軸の
段部、２２、２３．２４・・・面、
２５・・・溝つきディスクの相互に向き合った面、２６
・・・スイッチ、Ａ、Ｂ・・・空間。
第 １
図
第 ２
図
第 ３
図Figure 1 is a longitudinal section of the device, Figure 2 is a wiring diagram of the light source current circuit, Figure 3 is a wiring diagram of the photometer current circuit, and Figure 4 is a grooved disc. This is the appearance. The reference numbers in the drawings refer to the following parts. 1... Shaft, 2... Housing, 3... Bearing, 4.
5... Grooved disk, 6, 7... Hole, 8.9.
...Collar, to, 11...Void in collar, 12,
13...Flange, 14...Light source, 15.17...
・Dent, 16...Photometer, 18...Power supply, 19...
- Voltmeter, 20... Inner wall of housing, 21... Step part of shaft, 22, 23.24... Surface, 25... Mutually facing surfaces of grooved disk, 26
...Switch, A, B...Space. Figure 1 Figure 2 Figure 3
Claims (1)
ントを測定する装置において、発信器として拡散光を生
ずる光源（１４）が、また受信器として、光を比例的電
気信号に変える測光器、特に光電池（１６）または光ダ
イオードが用意されていること：双方が２枚の溝つきデ
ィスク（４、５）によって２つの空間（Ａ、Ｂ）に区分
されるハウジング（２）にそれぞれ配備されていること
：および両溝つきディスク（４、５）が相互に接して配
備されているが、とはいえ相互に間隔をおいて軸（１）
に固定されていることを特徴とする装置。 ２）溝つきディスク（４、５）が軸方向に間隔を採って
軸（１）に固定されていることを特徴とする特許請求項
１に記載の装置。 ３）溝つきディスク（４、５）が、軸（１）の無負荷状
態時において、前以て決められた大きさで重なり合うよ
う配備された同一孔部（６、７）を有することを特徴と
する特許請求項１に記載の装置。 ４）溝つきディスク（４、５）がその径方向周辺におい
てカラー（８、９）末端と接続し、これ等カラーが他の
末端で軸（１）上において固定されていることを特徴と
する特許請求項１に記載の装置。 ５）カラー（８、９）の他端に対し、径方向外側に走す
フランジ（１２、１３）を接続していることを特徴とす
る特許請求項４に記載の装置。 ６）空間（Ａ、Ｂ）を区切る面（２０、２１、２２、２
３、２４）および溝つきディスク（４、５）の相互に向
き合った面（２５）が白く塗られ、特に白色塗工か白色
塗膜を有することを特徴とする前記の諸特許請求項１か
ら４までの一つ以上に記載の装置。 ７）光源（１４）および／または測光器（１６）がハウ
ジング（２）の内側面（２０）の凹み（１５、１７）内
に配備されていることを特徴とする特許請求項１に記載
の装置。 ８）ハウジング（２）が軸（１）上に支持されていて、
および回転せぬよう確保されていることを特徴とする特
許請求項１に記載の装置。 ９）溝つきディスク（４、５）の孔部（６、７）が、作
用する回転モーメントに比例した電圧を得るために、測
光計（１６）に合った形態を有することを特徴とする特
許請求項１に記載の装置。 １０）ハウジング内部空間（Ａ、Ｂ）が外部からの入射
光に対して遮蔽されていることを特徴とする特許請求項
１に記載の装置。[Scope of Claims] 1) In a device having a transmitter and a receiver and measuring a rotational moment acting on an axis, a light source (14) that produces diffused light as a transmitter and a light source (14) that produces diffused light as a receiver also proportionally transmits light. A photometer, in particular a photovoltaic cell (16) or a photodiode, which converts into an electrical signal, is provided: a housing divided into two spaces (A, B) on both sides by two grooved discs (4, 5); (2) and both grooved discs (4, 5) are arranged adjacent to each other, but at a distance from each other on the shaft (1).
A device characterized in that it is fixed to. 2) Device according to claim 1, characterized in that the grooved discs (4, 5) are fixed on the shaft (1) at an axial distance. 3) characterized in that the grooved discs (4, 5) have identical holes (6, 7) arranged to overlap with a predetermined size in the unloaded state of the shaft (1); An apparatus as claimed in claim 1. 4) characterized in that grooved discs (4, 5) are connected at their radial periphery with the ends of collars (8, 9), which collars are fixed on the shaft (1) at their other ends; A device according to claim 1. 5) Device according to claim 4, characterized in that a radially outwardly running flange (12, 13) is connected to the other end of the collar (8, 9). 6) Surfaces (20, 21, 22, 2) that separate the spaces (A, B)
3, 24) and the mutually facing surfaces (25) of the grooved disks (4, 5) are painted white, in particular having a white coating or a white coating. Apparatus as described in one or more of items 4 to 4 above. 7) according to claim 1, characterized in that the light source (14) and/or the photometer (16) are arranged in the recesses (15, 17) of the inner surface (20) of the housing (2). Device. 8) the housing (2) is supported on the shaft (1);
2. A device according to claim 1, characterized in that it is secured against rotation. 9) Patent characterized in that the holes (6, 7) of the grooved discs (4, 5) have a form adapted to a photometer (16) in order to obtain a voltage proportional to the acting rotational moment The device according to claim 1. 10) The device according to claim 1, characterized in that the housing interior spaces (A, B) are shielded from incident light from the outside.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE3816827.8 | 1988-05-18 | ||
| DE3816827A DE3816827A1 (en) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | DEVICE FOR MEASURING A TORQUE |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP1123001A Pending JPH0219732A (en) | 1988-05-18 | 1989-05-18 | Rotary moment measuring apparatus |
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1989
- 1989-05-15 GB GB8911099A patent/GB2218805A/en not_active Withdrawn
- 1989-05-17 IT IT8905163A patent/IT1233050B/en active
- 1989-05-18 FR FR8906518A patent/FR2631701A1/en not_active Withdrawn
- 1989-05-18 JP JP1123001A patent/JPH0219732A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61213740A (en) * | 1985-03-14 | 1986-09-22 | ベンデイベリカ・エセ・ア | Torque detector for driving mechanism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2218805A (en) | 1989-11-22 |
| IT1233050B (en) | 1992-03-14 |
| DE3816827A1 (en) | 1989-11-30 |
| GB8911099D0 (en) | 1989-06-28 |
| IT8905163A0 (en) | 1989-05-17 |
| FR2631701A1 (en) | 1989-11-24 |
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