JPH0558127B2 - - Google Patents
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- JPH0558127B2 JPH0558127B2 JP59180765A JP18076584A JPH0558127B2 JP H0558127 B2 JPH0558127 B2 JP H0558127B2 JP 59180765 A JP59180765 A JP 59180765A JP 18076584 A JP18076584 A JP 18076584A JP H0558127 B2 JPH0558127 B2 JP H0558127B2
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-
- G—PHYSICS
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、トルク検出器に関するものであり、
更に詳しくは車輌の回転軸トルクを測定するトル
ク検出器であつて、車輌に登載可能な様に小型化
したトルク検出器に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a torque detector,
More specifically, the present invention relates to a torque detector that measures the rotational shaft torque of a vehicle, and which is miniaturized so that it can be mounted on a vehicle.
従来のトルク検出器としては、例えば特公昭45
−17999号公報に開示されている様に、２枚の歯
車を回転軸に設け、この２枚の歯車の回転位相差
を検出して、動トルクを検出するものが知られて
いる。この種のトルク検出器は、２枚の歯車の間
に生じる回転軸のねじれを位相差として検出し、
この位相差から動トルクを求めるものである。
As a conventional torque detector, for example, the
As disclosed in Japanese Patent No. 17999, it is known that two gears are provided on a rotating shaft and dynamic torque is detected by detecting the rotational phase difference between the two gears. This type of torque detector detects the twist of the rotating shaft that occurs between two gears as a phase difference,
Dynamic torque is determined from this phase difference.
しかし、上記した従来のトルク検出器は、計測
器として製作されたもので、構造が複雑で、形状
も大きく、調整も時間を要し、車輌への取り付け
も簡単には行なえないため、量産を行なう車輌登
載用としては、不適当であるという問題点があつ
た。 However, the above-mentioned conventional torque detectors are manufactured as measuring instruments and have a complex structure, large shape, time-consuming adjustment, and are not easy to install on vehicles, so they cannot be mass-produced. The problem was that it was unsuitable for vehicle registration.
本発明の目的は、構成が簡単で、かつ小形で、
調整が容易で、取り付けが簡単な車輌登載用のト
ルク検出器を提供することにある。
The object of the present invention is to have a simple configuration, a small size,
To provide a torque detector for mounting on a vehicle that is easy to adjust and easy to install.
上記目的は、１本の回転軸に一定間隔だけ離し
て、互いの歯形が遊びを持つて噛合する状態で取
り付けられた２台フランジと、上記歯形の噛合し
た部分の回転状態を検出する１台の回転センサ
と、上記１台の回転センサの出力信号から回転軸
の動トルクを求める処理回路とから構成され、該
処理回路が、回転センサの出力信号を方形波に波
形整形する比較器と、該比較器の出力を分周する
分周器と、該分周器の出力を平均化する積分器
と、該積分器の出力を増幅してゲイン調整及びオ
フセツト電圧調整を行う増幅器と、該増幅器の出
力の絶対値をとる絶対値回路とで構成すること
で、達成される。
The above purpose is to have two flanges attached to one rotating shaft at a fixed interval so that their tooth profiles mesh with each other with some play, and one unit that detects the rotational state of the meshed part of the tooth profiles. and a processing circuit that calculates the dynamic torque of the rotating shaft from the output signal of the one rotation sensor, and the processing circuit shapes the output signal of the rotation sensor into a square wave. a frequency divider that divides the output of the comparator; an integrator that averages the output of the frequency divider; an amplifier that amplifies the output of the integrator to perform gain adjustment and offset voltage adjustment; This is achieved by constructing an absolute value circuit that takes the absolute value of the output.
回転軸に２台のフランジを設け、この２台のフ
ランジの遊びを持つて噛合している部分の回転状
態を１台の回転センサで検出する構成としたの
で、構成が簡単となり、且つ小型で、車両への登
載が容易となる。しかし、遊びを持つて噛合する
部分を１台の回転センサで検出するため、回転セ
ンサの出力波形のデユーテイ比は、トルク発生前
後で増加または減少する２つの場合が起つてしま
う。そこで、本発明では、上記構成の処理回路を
設け、常にトルクに応じた検出出力が得られるよ
うにしている。 Two flanges are provided on the rotating shaft, and one rotation sensor detects the rotational state of the meshing portion of the two flanges with play, making the configuration simple and compact. , it becomes easy to install it on a vehicle. However, since a single rotation sensor detects a portion that meshes with play, two cases occur in which the duty ratio of the output waveform of the rotation sensor increases or decreases before and after torque generation. Therefore, in the present invention, a processing circuit having the above configuration is provided so that a detection output corresponding to the torque can always be obtained.
以下、添付の図面に示す実施例により、更に詳
細に本発明について説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.
第１図及び第４図は、本発明の一実施例を示す
図である。第１図は、本発明のトルク検出器を回
転軸２に取り付けた状態を示す一部断面側面図で
ある。第１図に示す様に、回転軸２に互いの歯車
５，６がかみ合う配置で２台のフランジ３，４が
固定されている。そして、歯形５，６の上部に
は、１台のトルクセンサ７がパツキング９を介し
てボルト８でケーシング１に固定されている。回
転軸２に発生するトルクの測定は、回転軸２のね
じれ角測定によつて行なわれ、このねじれ角は測
定間距離Ｌに比例する。そこで、測定間距離Ｌが
長い程トルク測定の精度を向上させることができ
るためる歯形５，６をそれぞれ備えたフランジ
３，４を回転軸２に設けたのである。これによつ
て、測定間距離Ｌを十分にとることが可能にな
り、精度の高いトルク測定が可能になる。 FIG. 1 and FIG. 4 are diagrams showing one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a partially sectional side view showing a state in which the torque detector of the present invention is attached to a rotating shaft 2. As shown in FIG. As shown in FIG. 1, two flanges 3 and 4 are fixed to a rotating shaft 2 in such a manner that gears 5 and 6 mesh with each other. A torque sensor 7 is fixed to the casing 1 with bolts 8 through packing 9 above the tooth profiles 5 and 6. The torque generated on the rotary shaft 2 is measured by measuring the torsion angle of the rotary shaft 2, and this torsion angle is proportional to the distance L between measurements. Therefore, the rotating shaft 2 is provided with flanges 3 and 4 each having tooth profiles 5 and 6, which can improve the accuracy of torque measurement as the distance L between measurements increases. This makes it possible to maintain a sufficient distance L between measurements, making it possible to measure torque with high accuracy.
第２図は、トルクが発生していない状態におけ
るフランジ３，４の歯形５，６の位置関係を示す
図であり、第３図はトルクが発生した状態におけ
るフランジ３，４の歯形５，６の位置関係を示す
図である。トルクが発生していない場合には、第
２図に示す様に、歯形５と６は等間隔となり、ト
ルクが発生している場合には、第３図に示す様
に、歯形５と６の間隔は等間隔からずれてゆくこ
とになる。 2 is a diagram showing the positional relationship between the tooth profiles 5 and 6 of the flanges 3 and 4 in a state where no torque is generated, and FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the tooth profiles 5 and 6 of the flanges 3 and 4 in a state where torque is generated It is a figure showing the positional relationship of. When no torque is generated, tooth profiles 5 and 6 are spaced at equal intervals as shown in Figure 2, and when torque is generated, tooth profiles 5 and 6 are spaced apart as shown in Figure 3. The spacing will deviate from regular spacing.
第４図は、トルクセンサ７内に設けられた処理
回路の一例を示す図である。トルクセンサ７内の
歯形５，６と対向する位置には、回転センサ７１
が設けられており、この回転センサ１の出力は比
較器７２に入力されて、方形波に変換される。回
転センサ７１としては、例えば、ホール素子・磁
気抵抗素子等を用いることができる。この方形波
は、分周器７３に入力され、1/2の周波数に分数
される。次に、分周器７３の出力は積分器７４に
入力され、直流電圧に変換された後、ゲイン及び
オフセツト電圧調整用の可変抵抗７６，７７を備
えた増幅器７５に入力される。増幅器７５の出力
は、絶対値回路７８に入力され、トルク検出信号
として出力される。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a processing circuit provided within the torque sensor 7. As shown in FIG. A rotation sensor 71 is located in the torque sensor 7 at a position facing the tooth profiles 5 and 6.
is provided, and the output of this rotation sensor 1 is input to a comparator 72 and converted into a square wave. As the rotation sensor 71, for example, a Hall element, a magnetoresistive element, etc. can be used. This square wave is input to a frequency divider 73 and is divided into 1/2 frequency. Next, the output of the frequency divider 73 is input to an integrator 74, converted to a DC voltage, and then input to an amplifier 75 having variable resistors 76 and 77 for gain and offset voltage adjustment. The output of the amplifier 75 is input to an absolute value circuit 78 and output as a torque detection signal.
次に、第５図に示すタイムチヤートに従つて、
第４図に示す処理回路の動作を詳細に説明する。
即ち、第２図に示すトルクが発生していない状態
では、回転センサ７１の出力波形は第５図中の波
形ａとなる。又、第３図に示すトルクが発生した
状態では、回転センサ７１の出力波形は第５図中
の波形ｂの様な形となる。波形ａは、比較器７２
に入力されて、第５図中に波形ｃに変換され、同
じく波形ｂは比較器７２に入力されて、第５図中
の波形ｄに変換される。波形ｃは分周器７３に入
力されて、第５図中の波形ｅに変換され、同じく
波形ｄは分周器７３に入力されて、第５図中の波
形ｆに変換される。波形ｅと波形ｆの比較から明
らかなように、フランジ３，４の各歯形５，６ト
ルクによるずれが、波形ｆに示すΔtの位相差と
して現われる。デユーテイ比で考えると、トルク
の発生していないときの分周器７３の出力波形ｅ
ではｔ／Ｔであるのに対し、トルクが発生したと
きの分周器７３の出力波形ｆでは（ｔ−Δt）／
Ｔとなり、トルク発生前後でデユーテイ比が
Δt／Ｔだけ減少することがわかる。 Next, according to the time chart shown in Figure 5,
The operation of the processing circuit shown in FIG. 4 will be explained in detail.
That is, in a state where no torque is generated as shown in FIG. 2, the output waveform of the rotation sensor 71 becomes waveform a in FIG. 5. Further, in the state where the torque shown in FIG. 3 is generated, the output waveform of the rotation sensor 71 has a shape like waveform b in FIG. 5. Waveform a is the comparator 72
Similarly, waveform b is input to comparator 72 and converted to waveform d in FIG. 5. Waveform c is input to frequency divider 73 and converted to waveform e in FIG. 5, and waveform d is similarly input to frequency divider 73 and converted to waveform f in FIG. 5. As is clear from the comparison between waveform e and waveform f, the deviation due to the torque of each tooth profile 5 and 6 of flanges 3 and 4 appears as a phase difference of Δt shown in waveform f. Considering the duty ratio, the output waveform e of the frequency divider 73 when no torque is generated
In contrast, the output waveform f of the frequency divider 73 when torque is generated is (t-Δt)/
It can be seen that the duty ratio decreases by Δt/T before and after torque generation.
ここで、トルクが発生した場合における比較器
７２の出力波形ｄを分周器７３に入力すると、分
周器７３の回路構成から出力波形が第５図中の波
形ｆではなく、波形ｇとなることがある。しか
し、この場合も、フランジ３，４の歯形５，６の
ずれが、位相差Δtとなつて現われる。デユーテ
イ比で考えると、トルクが発生していないときの
分周器７３の出力波形ｅではｔ／Ｔであるのに対
し、トルクが発生したときの分周期７３の出力波
形ｇでは（ｔ＋Δt）／Ｔとなり、トルク発生前
後でデユーテイ比がΔt／Ｔ増加することになる。 Here, when the output waveform d of the comparator 72 when torque is generated is input to the frequency divider 73, the output waveform becomes the waveform g instead of the waveform f in FIG. 5 due to the circuit configuration of the frequency divider 73. Sometimes. However, also in this case, the deviation between the tooth profiles 5 and 6 of the flanges 3 and 4 appears as a phase difference Δt. Considering the duty ratio, the output waveform e of the frequency divider 73 when no torque is generated is t/T, whereas the output waveform g of the frequency divider 73 when torque is generated is (t+Δt)/ T, and the duty ratio increases by Δt/T before and after torque generation.
即ち、トルク発生前後でデユーテイ比がΔt／
Ｔだけ、増加又は減少する二つの場合が起り得
る。これに対拠するため、第４図に示す処理回路
では、分周器７３の出力を積分器７４に入力し
て、直流電圧信号に変換する。次に、ゲイン調整
及びオフセツト電圧調整用の可変抵抗７６，７７
を有する増幅器７５に入力し、続いて絶対値回路
７８に入力して、トルク検出信号として出力電圧
Vpを得る。この様な処理を行つて、第６図に示
す様な、デユーテイ比ｔ／Ｔと出力電圧Vpとの
関係を得る。即ち、絶対値回路７８によつて、ト
ルク発生前の状態を示すデユーテイ比ｔ／Ｔ＝50
％を基準にして、出力電圧Vpを左右対象の形に
している。これによつて、例えばデユーテイ比
ｔ／Ｔが、トルク発生後40％又は60％になつて
も、同じ値の出力電圧Vpを得ることができる。 In other words, the duty ratio before and after torque generation is Δt/
Two cases can occur, increasing or decreasing by T. To counter this, in the processing circuit shown in FIG. 4, the output of the frequency divider 73 is input to the integrator 74 and converted into a DC voltage signal. Next, variable resistors 76 and 77 are used for gain adjustment and offset voltage adjustment.
The output voltage is inputted to an amplifier 75 having a
Get V p . By performing such processing, the relationship between the duty ratio t/T and the output voltage Vp as shown in FIG. 6 is obtained. That is, the absolute value circuit 78 determines the duty ratio t/T=50, which indicates the state before torque generation.
%, the output voltage V p is made symmetrical. Thereby, even if the duty ratio t/T becomes 40% or 60% after torque generation, for example, the output voltage V p of the same value can be obtained.
以上説明した第４図に示す処理回路の働きによ
り、第７図に示す様に、回転軸２に発生する動ト
ルクに比例した出力電圧Vpを得ることができる。 By the operation of the processing circuit shown in FIG. 4 explained above, it is possible to obtain an output voltage V p proportional to the dynamic torque generated on the rotating shaft 2, as shown in FIG. 7.
上記の実施例によれば、車輌登載用として問題
となる温度特性に関しても、回転センサ７１を１
台設けただけなので、従来技術の様に回転センサ
を複数台使用した場合に必要となる回転センサ間
の調整が不要となり、処理回路の構成も簡単化さ
れ、温度特性も良好なものとなる。 According to the above-described embodiment, the rotation sensor 71 can be used in one
Since only a stand is provided, there is no need for adjustment between the rotation sensors which is required when a plurality of rotation sensors are used as in the prior art, the configuration of the processing circuit is simplified, and the temperature characteristics are also good.
本発明によれば、回転センサの出力信号を方形
波に波形整形する比較器と、該比較器の出力を分
周する分周器と、該分周器の出力を平均化する積
分器と、該積分器の出力を増幅してゲイン調整及
びオフセツト電圧調整を行う増幅器と、該増幅器
の出力の絶対値をとる絶対値回路とで構成される
処理回路を設け、回転センサのデユーテイ比を求
める出力波形が反転した場合でも正確なトルクが
検出できるようにしたので、１台の回転センサ
で、２台のフランジの遊びを持つて噛合する部分
の回転を検出する構成を採用することが可能とな
る。つまり、トルク検出器の構成が小型で簡単と
なり、車両への登載が容易で調整も容易となり、
低価格で量産に適する構造となる。
According to the present invention, a comparator that shapes an output signal of a rotation sensor into a square wave, a frequency divider that divides the output of the comparator, and an integrator that averages the output of the frequency divider. A processing circuit consisting of an amplifier that amplifies the output of the integrator to adjust the gain and offset voltage, and an absolute value circuit that takes the absolute value of the output of the amplifier is provided, and an output for determining the duty ratio of the rotation sensor is provided. Since accurate torque can be detected even when the waveform is reversed, it is now possible to use a configuration in which one rotation sensor detects the rotation of the part that meshes with the play of two flanges. . In other words, the configuration of the torque detector is small and simple, making it easy to install on the vehicle and easy to adjust.
The structure is suitable for mass production at a low price.
第１図及び第４図は本発明の一実施例を示す
図、第２図はトルクが発生していない状態におけ
る第１図に示す２台のフランジの歯形の状態を示
す説明図、第３図はトルクが発生した状態におけ
る第１図に示す２台のフランジの歯形の状態を示
す説明図、第５図は第４図に示す処理回路の動作
を説明するためのタイムチヤート、第６図はデユ
ーテイ比と第５図に示す処理回路の出力電圧との
関係を示す図、第７図は第４図に示す処理回路の
出力電圧とトルクの関係を示す図である。
２……回転軸、３，４……フランジ、５，６…
…歯形、７……トルクセンサ、７１……回転セン
サ、７２……比較器、７３……分周器、７４……
積分器、７５……増幅器、７８……絶対値回路。
1 and 4 are diagrams showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the state of the tooth profiles of the two flanges shown in FIG. 1 in a state where no torque is generated, and FIG. The figure is an explanatory diagram showing the state of the tooth profile of the two flanges shown in Figure 1 when torque is generated, Figure 5 is a time chart for explaining the operation of the processing circuit shown in Figure 4, and Figure 6 is 7 is a diagram showing the relationship between the duty ratio and the output voltage of the processing circuit shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the output voltage and torque of the processing circuit shown in FIG. 4. 2... Rotating shaft, 3, 4... Flange, 5, 6...
... Tooth profile, 7 ... Torque sensor, 71 ... Rotation sensor, 72 ... Comparator, 73 ... Frequency divider, 74 ...
Integrator, 75...amplifier, 78...absolute value circuit.
Claims (1)
歯形が遊びを持つて噛合する状態で取り付けられ
た２台のフランジと、上記歯形の噛合した部分の
回転状態を検出する１台の回転センサと、上記１
台の回転センサの出力信号から回転軸の動トルク
を求める処理回路とから構成され、該処理回路
が、回転センサの出力信号を方形波に波形整形す
る比較器と、該比較器の出力を分周する分周器
と、該分周器の出力を平均化する積分器と、該積
分器の出力を増幅してゲイン調整及びオフセツト
電圧調整を行う増幅器と、該増幅器の出力の絶対
値をとる絶対値回路とで構成されていることを特
徴とするトルク検出器。1. Two flanges are attached to one rotating shaft at a fixed interval so that their tooth profiles mesh with each other with some play, and one rotating flanges that detects the rotational state of the meshed portion of the tooth profiles. sensor and the above 1
It consists of a processing circuit that calculates the dynamic torque of the rotating shaft from the output signal of the rotation sensor of the base, and the processing circuit includes a comparator that shapes the output signal of the rotation sensor into a square wave, and a comparator that divides the output of the comparator. A frequency divider that cycles, an integrator that averages the output of the frequency divider, an amplifier that amplifies the output of the integrator and adjusts the gain and offset voltage, and takes the absolute value of the output of the amplifier. A torque detector comprising an absolute value circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18076584A JPS6159233A (en) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | Torque detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18076584A JPS6159233A (en) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | Torque detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6159233A JPS6159233A (en) | 1986-03-26 |
| JPH0558127B2 true JPH0558127B2 (en) | 1993-08-25 |
Family
ID=16088928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18076584A Granted JPS6159233A (en) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | Torque detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6159233A (en) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2751643B2 (en) * | 1991-01-22 | 1998-05-18 | 豊和工業株式会社 | Tool holder |
| CN1291218C (en) * | 2001-03-03 | 2006-12-20 | 好感新技术有限公司 | Approach sensor system of approach sensor with bipolar signal output |
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|---|---|---|---|---|
| JPS574730B2 (en) * | 1977-08-29 | 1982-01-27 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS574730U (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-11 | ||
| JPS58163840U (en) * | 1982-04-27 | 1983-10-31 | 株式会社小野測器 | torque detector |
-
1984
- 1984-08-31 JP JP18076584A patent/JPS6159233A/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6159233A (en) | 1986-03-26 |
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