JPH06117944A - 磁歪トルク検出器を備えたカップ型波動装置 - Google Patents
磁歪トルク検出器を備えたカップ型波動装置Info
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- JPH06117944A JPH06117944A JP29763792A JP29763792A JPH06117944A JP H06117944 A JPH06117944 A JP H06117944A JP 29763792 A JP29763792 A JP 29763792A JP 29763792 A JP29763792 A JP 29763792A JP H06117944 A JPH06117944 A JP H06117944A
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Abstract
たカップ状の波動装置を提案すること。 【構成】 カップ状の波動歯車式減速機1の構成要素で
あるカップ状の可撓性外歯車4の外周面には、磁歪トル
ク検出器6が対向配置されている。この検出器6は、第
1の磁気ヘッド7と第2の磁気ヘッド8から構成されて
いる。各磁気ヘッドは、U字形の鉄心71、81と、こ
れに巻き付けたコイル72、82から構成され、一方の
コイル72には交流電圧が印加され、他方のコイル82
に誘起される電圧が検出信号として取り出される。可撓
性外歯車にトルクが加わると、その大きさに応じてコイ
ル82の出力電圧が変化する。この変化に基づきトルク
検出を行う。
Description
するトルクを非接触で測定する磁歪式トルク検出器を備
えたカップ型波動装置に関するものである。
およびカップ形状の可撓性外歯車を備えた波動歯車装置
が一般的に知られている。この波動歯車装置は、一般的
に、剛性内歯車と、その内側に配置されたカップ状の可
撓性外歯車と、この内側に装着された楕円形の波動発生
器から構成されている。波動発生器によって、可撓性外
歯車は楕円形状に撓められ、長軸方向の両端の部分で剛
性内歯車の噛み合わされている。波動発生器は通常はモ
ータ出力軸などの高速回転軸に連結されて高速回転す
る。波動発生器の回転により、両歯車の噛み合い位置は
周方向に移動する。外歯車の歯数は内歯車の歯数に対し
て例えば2枚少なく設定されているので、両歯車の噛み
合い位置の移動に伴って、これらの間には相対回転が発
生する。通常は内歯車が固定されているので、歯数差に
応じて大幅に減速された回転が、可撓性外歯車から得ら
れる。
を検出するには、例えば、ストレインゲージをカップ状
可撓性外歯車の外周面に張り付け、トルクによる軸ねじ
れに起因するストレインゲージの抵抗値変化に基づいて
トルクを検出することが考えられる。
インゲージを張り付ける方法では、その張り付け精度に
よってトルク検出精度が左右されるという問題点があ
る。また、そこからの検出信号の取り出しにはスリップ
リング等を取付ける必要があるので装置が大型化する傾
向がある。さらには高速回転時にはノイズが発生しやす
い等の問題点がある。
磁気ひずみを利用して非接触でトルク検出を行うことの
できる磁歪トルク検出器を備えたカップ型波動装置を実
現することにある。
ては、そのカップ状部材の外周面に対して所定の間隔を
おいて磁歪トルク検出器が配置してある。この磁歪トル
ク検出器は、U字形の鉄心およびこれに巻回したコイル
からなる第1の検出コイルと、前記U字形の鉄心とは幾
何学的に直交する状態に配置したU字形状の鉄心および
これに巻回したコイルからなる第2の検出コイルとを有
し、カップ状部材に加わるトルクにより変化する当該カ
ップ状部材の外周面の透磁率の変化に基づき、このカッ
プ状部材に加わるトルクを検出するようになっている。
の外周面に対向配置する代わりに、カップ状可撓性部材
のカップ底面の部分に対向配置してもよい。
性部材が波動発生器によって半径方向に撓められる。よ
って、磁歪トルク検出器とカップ状可撓性部材の外周面
の間隔がそれに伴って変動する。この変動に伴う磁歪ト
ルク検出器の感度変化を補償するための補償手段を配置
することが好ましい。このような補償手段を用いる代わ
りに、複数個の磁歪トルク検出器をカップ状可撓性部材
の外周面の周方向にずれた位置に配置して、これらの検
出器の合成出力を用いて間隔の変動に伴う各検出器の感
度変化を補償するようにしてもよい。
底面に対応配置する場合にも、複数個の検出器を周方向
にずれた位置に配置してこれらの検出器の出力を用いて
間隔の変動に伴う各検出器の感度変化を補償するように
すればよい。
ップ状可撓性部材が楕円形状に撓められる形式のものに
おいては、2個の磁歪トルク検出器を周方向に90度ず
らした位置に配置するようにすれば、間隔の変動に伴う
検出器の感度変化を補償することができる。
明する。
減速機を示してある。この減速機1は、環状の剛性内歯
車3を有し、この剛性内歯車3の内側には、同軸状態に
カップ形状をした可撓性外歯車4が装着されており、こ
の外歯車4の内側には楕円形の波動発生器5が装着され
ている。カップ形状の可撓性外歯車4は、胴部41と、
カップ底面を形成するダイヤフラム部42と、このダイ
ヤフラム部42の中心部分に一体形成された肉厚のボス
43から形成されており、胴部41の開口端側の外周に
は外歯44が形成されている。このボス42には出力軸
(図示せず)が連結される。一方、波動発生器5は、楕
円形のカム板51とこの外周に嵌めたボールベアリング
52から構成されており、カム板51には、モータの出
力軸などに結合される。可撓性外歯車4の外歯44の歯
数は、剛性内歯車3の内歯31の歯数よりも例えば2枚
少なく設定されており、波動発生器5が回転すると、そ
の歯数差に応じて公知の原理により大幅に減速された回
転が、可撓性外歯車4から出力される。
4の外周面に磁歪トルク検出器6を対向配置した状態を
示してある。この検出器6は、第1の磁気ヘッド7と第
2の磁気ヘッド8から構成されている。第1の磁気ヘッ
ド7は、U字形の鉄心71とこれに巻き付けたコイル7
2から構成されている。鉄心71は可撓性外歯車4の軸
線4aの方向に配置され、その先端部分と可撓性外歯車
4の胴部41の外周面の間には1mm程度のギャップが
形成されている。第2の磁気ヘッド8も同様にU字形の
鉄心81とこれに巻き付けたコイル82から構成されて
いる。鉄心81の先端も可撓性外歯車の胴部41の外周
面から同一のギャップをとってある。しかし、この鉄心
81は、鉄心71に対して幾何学的に直交する状態に配
置されている。
イル72に交流電流が印加される。そして、第2の磁気
ヘッド8のコイル82に誘起される電圧、あるいはその
位相を検出信号として取り出すようにしている。
撓性外歯車の外周面の代わりに次の位置とすることがで
きる。即ち、図3に示すように、磁歪トルク検出器6
を、カップ状の可撓性外歯車4のカップ底面を形成して
いるダイヤフラム部42の部分に一定のギャップをとっ
て対向配置してもよい。
発生器5によって楕円形状に撓められる。この結果、磁
歪トルク検出器6と可撓性外歯車の外周面のギャップも
それに応じて変動する。同様に、カップ底面に磁歪トル
ク検出器6を配置した場合においても、それらの間のギ
ャップも変動する。このようにギャップが変動すると、
これに応じて検出器6の出力も変動する。このようなギ
ャップの変動に伴う出力の変動を補正するためには、次
にように2個の磁歪検出器を用いればよい。
磁歪トルク検出器6−1および6−2を、可撓性外歯車
4の外周面において、周方向に90度ずれた位置に配置
する。そして、これら2個の検出器の合成出力に基づき
トルク検出を行う。このようにすると、ギャップに変動
に伴う2個の磁歪トルク検出器6−1、6−2の感度変
化が相殺されて、精度良くトルク検出を行うことができ
る。
プ底面に対向配置した場合においても、同様に2個の検
出器を利用すればよい。すなわち、図5に示すように、
可撓性外歯車4のカップ底面を形成するダイヤフラム部
42に対向して、周方向に90度ずれた位置に2個の磁
歪トルク検出器6−1、6−2を配置すればよい。
場合には、かかるギャップ変動に伴う出力を補償するた
めの補償回路を付設すればよい。図6には、ギャップ変
動に伴う磁歪トルク検出器6の出力補償回路の例を示し
てある。この出力補償回路においては、ギャップの変動
によって入力側のコイル72のインダクタンスが変化し
ないように、コイル72の電流をフィードバックして、
この値に基づき、コイルに印加する電圧値を調整してい
る。そして、この電圧値の変化に従って、出力側のコイ
ル82からの出力信号の増幅率を調整し、これによっ
て、ギャップ変動に伴う感度変化を補償している。
この補償回路は、ギャップ変動に伴ないコイル72のイ
ンダクタンスが変化すると、入力電圧と入力電流の位相
が変化することに着目したものである。この位相の変化
に基づき、出力側のコイル82の出力信号の増幅率を調
整することによって、ギャップ変動に伴う感度変化を補
償することができる。
歯車装置に適用した場合の例であるが、環状の剛性部材
とその内側に配置した可撓性のカップ状部材とが摩擦係
合により動力伝達が行われる、摩擦係合式の波動装置に
対しても本発明を同様に適用することができる。
を2個配置するようにしたが、波動発生器による可撓性
部材の撓み形状に応じて、3個以上の磁歪トルク検出器
を配置してギャップ変動に伴う感度補償を行うようにす
ることができる。
は、可撓性のカップ状部材の外周面あるいはカップ底面
に磁歪トルク検出器を対向配置して、カップ状部材に加
わるトルクを非接触で検出するようにしている。したが
って、従来の検出機構を備える場合に比べて、コンパク
トで信頼性の高いトルク検出機能を備えた波動装置を実
現できる。
歪トルク検出器を複数個配置し、あるいは磁歪トルク検
出器の出力補償回路を配置することによって、可撓性の
カップ状部材と磁歪トルク検出器のギャップ変動に影響
されずに正確なトルク検出を行うことができる。
機を示す縦断面図である。
磁歪トルク検出器を対向配置した例を示す概略斜視図で
ある。
底面に磁歪トルク検出器を対向配置した例を示す概略斜
視図である。
磁歪トルク検出器を配置した例を示す説明図である。
2個の磁歪トルク検出器を配置した例を示す説明図であ
る。
回路の例を示すブロック図である。
回路の別の例を示すブロック図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 剛性の環状部材と、この内側に配置され
た可撓性のカップ状部材と、このカップ状部材を半径方
向に撓めてその外周を前記環状部材の内周に部分的に係
合させると共に、これらの係合位置を周方向に移動させ
ることにより、前記環状部材と前記カップ状部材の間に
相対回転を発生させる波動発生器とを有し、前記カップ
状部材の外周面には、所定の間隔をおいて磁歪トルク検
出器が配置されており、この磁歪トルク検出器は、U字
形の鉄心およびこれに巻回したコイルからなる第1の磁
気ヘッドと、前記U字形の鉄心とは幾何学的に直交する
状態に配置したU字形状の鉄心およびこれに巻回したコ
イルからなる第2の磁気ヘッドとを有し、前記カップ状
部材に加わるトルクにより変化する当該カップ状部材の
外周面の透磁率の変化に基づき、前記カップ状部材に加
わるトルクを検出するようになっていることを特徴とす
る磁歪トルク検出器を備えた波動装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記磁歪トルク検出
器は、前記カップ状可撓性部材のカップ底面の部分に対
向配置されていることを特徴とする磁歪トルク検出器を
備えた波動装置。 - 【請求項3】 請求項1または2において、前記波動発
生器による前記カップ状可撓性部材の変形に伴う、当該
カップ状可撓性部材と前記磁歪トルク検出器の間隔の変
動に起因して発生する前記磁歪トルク検出器の感度変化
を補償するための補償手段を備えていることを特徴とす
る磁歪トルク検出器を備えた波動装置。 - 【請求項4】 請求項1において、前記磁歪トルク検出
器が、前記カップ状部材の外周面における周方向にずれ
た少なくとも2個所に配置されており、これらの磁歪ト
ルク検出器の合成出力に基づきトルクを検出するように
なっていることを特徴とする磁歪トルク検出器を備えた
波動装置。 - 【請求項5】 請求項4において、前記カップ状可撓性
部材は前記波動発生器によって楕円形状に撓められるよ
うになっており、2個の前記磁歪トルク検出器が、前記
カップ状部材の外周面における周方向に90度ずれた位
置に配置されていることを特徴とする磁歪トルク検出器
を備えた波動装置。 - 【請求項6】 請求項2において、前記磁歪トルク検出
器が、前記カップ底面の部分の周方向にずれた少なくと
も2個所の位置に配置されており、これらの磁歪トルク
検出器の合成出力に基づきトルクを検出するようになっ
ていることを特徴とする磁歪トルク検出器を備えた波動
装置。 - 【請求項7】 請求項6において、前記カップ状可撓性
部材は前記波動発生器によって楕円形状に撓められるよ
うになっており、2個の前記磁歪トルク検出器が、前記
カップ底面の周方向に90度ずれた位置に配置されてい
ることを特徴とする磁歪トルク検出器を備えた波動装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04297637A JP3090553B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 磁歪トルク検出器を備えたカップ型波動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04297637A JP3090553B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 磁歪トルク検出器を備えたカップ型波動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06117944A true JPH06117944A (ja) | 1994-04-28 |
JP3090553B2 JP3090553B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=17849160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04297637A Expired - Lifetime JP3090553B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 磁歪トルク検出器を備えたカップ型波動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3090553B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997021991A1 (fr) * | 1995-12-08 | 1997-06-19 | Harmonic Drive Systems Inc. | Dispositif de detection de couple pour engrenage de type souple |
WO1999031475A1 (fr) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Harmonic Drive Systems Inc. | Detecteur d'angle de rotation d'un dispositif d'engrenage a engrenement souple |
DE102005018784B4 (de) * | 2004-04-23 | 2016-11-03 | Harmonic Drive Systems Inc. | Betätiger mit Wellengetriebe-Untersetzungsmechanismus |
-
1992
- 1992-10-08 JP JP04297637A patent/JP3090553B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1997021991A1 (fr) * | 1995-12-08 | 1997-06-19 | Harmonic Drive Systems Inc. | Dispositif de detection de couple pour engrenage de type souple |
US6000289A (en) * | 1995-12-08 | 1999-12-14 | Harmonic Drive Systems, Inc. | Torque detecting device for a flexible meshing type gear |
DE19681201B4 (de) * | 1995-12-08 | 2010-08-12 | Harmonic Drive Systems Inc. | Drehmomenterfassungseinrichtung für ein elastisches Verzahnungs-Wellgetriebe |
WO1999031475A1 (fr) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Harmonic Drive Systems Inc. | Detecteur d'angle de rotation d'un dispositif d'engrenage a engrenement souple |
DE102005018784B4 (de) * | 2004-04-23 | 2016-11-03 | Harmonic Drive Systems Inc. | Betätiger mit Wellengetriebe-Untersetzungsmechanismus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3090553B2 (ja) | 2000-09-25 |
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