JPH06213736A

JPH06213736A - 負荷トルク計

Info

Publication number: JPH06213736A
Application number: JP766093A
Authority: JP
Inventors: Akito Terada; 明人寺田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-01-20
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1994-08-05

Abstract

(57)【要約】【目的】ノイズに強く、構成が簡単な負荷トルク計を提
供することにある。【構成】負荷が取付けられるステッピングモ−タ２と、
このステッピングモ−タ２を駆動するモ−タドライバ９
と、ステッピングモ−タ２の回転量を検出するエンコ−
ダ３と、モ−タドライバ９からステッピングモ−タ２へ
入力される入力パルス信号とエンコ−ダ３から出力され
る出力パルス信号とを比較する比較回路１０と、この比
較回路１０の比較結果に基づいてトルク値を演算する演
算回路１１とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、機械的な負荷
の回転に伴って発生したトルクを計測する負荷トルク計
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、負荷の回転に伴って発生するト
ルクを計測するために、モ−タ電流値の検出を行う場合
や、回転軸の歪を検出する場合等がある。モ−タ電流値
の検出を行う場合には、負荷の有無によってモ−タの電
流値が変化することを利用する。

【０００３】また、回転軸の歪を検出する場合には、回
転軸のねじれに基づいて回転軸の歪量が測定される。歪
量の測定には、歪ゲ−ジや、ねじり磁歪効果を利用した
センサ等が採用される。そして、回転軸にも、金属製の
棒状のものや、微少なトルクを測定するためにねじれ易
いスプリングが取付けられたもの等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、モ−タ電流
値の検出を行う場合、モ−タの回転に伴ってモ−タ電流
にかなりのノイズがのるため、検出精度がその分悪くな
る。

【０００５】また、回転軸の歪を測定する場合には、回
転している軸から歪量を取出す必要がある。歪量の取出
し方法として、接触式と非接触式とが考えられる。接触
式の方法においてはスリップリング等が用いられるが、
接触する部分が存在するため面倒なメンテナンスが必要
である。さらに、非接触式の方法においてはロ−タリト
ランス等が用いられるが、ノイズに弱く、構成が複雑で
あるという不具合がある。本発明の目的とするところ
は、ノイズに強く、構成が簡単な負荷トルク計を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、負荷が取付けられる回転手段
と、この回転手段を駆動する駆動手段と、回転手段の回
転量を検出する回転量検出手段と、駆動手段から回転手
段へ入力される駆動信号と検出手段から出力される検出
信号とを比較する比較回路と、この比較回路の比較結果
に基づいてトルク値を演算する演算回路とを具備したこ
とにある。こうすることによって本発明は、簡単な構成
でノイズに大きく影響されずに負荷トルクを計測できる
ようにしたことにある。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２に基
づいて説明する。

【０００８】図１は本発明の一実施例を示すもので、図
１中の符号１は負荷トルク計である。この負荷トルク計
１は回転手段としてのステッピングモ−タ２と回転量検
出手段としてのエンコ−ダ３とを備えており、ステッピ
ングモ−タ２からは回転軸４が同軸的に二方向に突出し
ている。

【０００９】回転軸４の第１の端部５には機械的な負荷
（図示しない）が取付けられる。また、回転軸４の第２
の端部６はカップリング７を介してエンコ−ダ３の入力
軸８と連結される。そして、ステッピングモ−タ２の回
転軸４の両端部５、６は一体に回転し、エンコ−ダ３の
入力軸８はカップリング７を介して回転軸４と同期回転
する。ここで、回転軸４を第１及び第２の回転軸に分離
し、二つの回転軸を同期回転させてもよい。

【００１０】また、この負荷トルク計１には駆動手段と
してのモ−タドライバ９、比較回路１０、及び、演算回
路１１が備えられている。モ−タドライバ９には START
・STOP信号１２、速度信号１３、及び、回転方向(CW/CC
W)信号１４が入力され、これらの信号に基づいてステッ
ピングモ−タ２へ駆動信号としての入力パルス信号を出
力する。そして、ステッピングモ−タ２はこの入力パル
ス信号に従ってステップ回転する。

【００１１】また、エンコ−ダ３からは、入力軸８の回
転に基づいた検出信号としての出力パルス信号が出力さ
れ、このエンコ−ダ３の出力は位置情報として例えばカ
ウンタ（図示しない）に送られる。比較回路１０には、
エンコ−ダ３からの出力パルス信号とモ−タドライバ９
からの入力パルス信号とが入力される。比較回路１０に
よって両パルス信号のずれ量が求められ、このずれ量が
演算回路１１へ入力される。そして、演算回路１１は、
両パルス信号のずれ量を基にして、負荷の回転に伴って
発生したトルク値を算出する。

【００１２】例えば、回転軸４の第１の端部５に機械的
な負荷が取付けられていない場合には、回転軸４は入力
パルス信号のとおり回転するため、図２（ａ）に示すよ
うに、モ−タドライバ９の入力パルス信号とエンコ−ダ
３の出力パルス信号とが同期している。このため、両信
号のずれは発生しない。

【００１３】これに対し、回転軸４の第１の端部５に機
械的な負荷が取付けられた場合、負荷が回転軸４の回転
を妨げるため、回転軸４はモ−タドライバ９の入力パル
ス信号に対して幾分遅れながら回転する。この結果、図
２（ｂ）に示すように、エンコ−ダ３の出力パルス信号
がモ−タドライバ９の入力パルス信号に対して、符号Ａ
で示す分だけずれる。

【００１４】つまり、図３に示すようにずれ量とトルク
値との間には相関が在り、このずれ量Ａは負荷トルクに
影響される量である。このため、ずれ量を基にすれば、
負荷の回転に伴って発生するトルクを求めることができ
る。

【００１５】そして、モ−タ電流値を直に検出していな
いので、電気的ノイズに影響されることなく負荷トルク
を計測することができる。したがって、この負荷トルク
計１は検出精度が高い。

【００１６】ここで、モ−タドライバ９の出力とエンコ
−ダ３の出力とからトルク値を演算する方法として一般
的な種々の手法を採用できるので、ここではトルク値の
演算についての説明は省略する。

【００１７】また、この負荷トルク計は、スリップリン
グやロ−タリトランス等を用いることなく負荷トルクを
計測でき、回転部品から信号を取出していない。そし
て、ステッピングモ−タ２とエンコ−ダ３との間の信号
処理のみによって負荷トルクを計測できる。したがっ
て、メンテナンスが容易であるとともに、負荷トルク計
１の構成が簡単である。また、ステッピングモ−タ２と
して一般のステッピングモ−タを改良することなく利用
できるので、安価である。

【００１８】なお、本実施例では、ステッピングモ−タ
２がカップリング７を介してエンコ−ダ３に連結されて
いるが、回転軸４の第２の端部とエンコ−ダ３の入力軸
８とを直結すれば、カップリング７の剛性を考慮するこ
となく負荷トルクを計測することができる。そして、本
発明は、要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが
可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、負荷が取
付けられる回転手段と、この回転手段を駆動する駆動手
段と、回転手段の回転量を検出する回転量検出手段と、
駆動手段から回転手段へ入力される駆動信号と回転量検
出手段から出力される検出信号とを比較する比較回路
と、この比較回路の比較結果に基づいてトルク値を演算
する演算回路とを具備したものである。したがって本発
明は、簡単な構成でノイズに大きく影響されずに負荷ト
ルクを計測できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は入力パルス信号の波形と出
力パルス信号の波形との比較する図であり、（ａ）は負
荷が無い状態を示し、（ｂ）は負荷が有る状態を示して
いる。

【図３】ずれ量とトルク値との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１…負荷トルク計、２…ステッピングモ−タ、３…エン
コ−ダ、９…モ−タドライバ、１０…比較回路、１２…
演算回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負荷を回転させる回転手段と、この回転
手段を駆動する駆動手段と、上記回転手段の回転量を検
出する回転量検出手段と、上記駆動手段から上記回転手
段へ入力される駆動信号と上記検出手段から出力される
検出信号とを比較する比較回路と、この比較回路の比較
結果に基づいてトルク値を演算する演算回路とを具備し
た負荷トルク計。