JPH09184777A - 撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機構 - Google Patents
撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機構Info
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- JPH09184777A JPH09184777A JP8173420A JP17342096A JPH09184777A JP H09184777 A JPH09184777 A JP H09184777A JP 8173420 A JP8173420 A JP 8173420A JP 17342096 A JP17342096 A JP 17342096A JP H09184777 A JPH09184777 A JP H09184777A
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- G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出を精度
良く検出可能なトルク検出機構を提案すること。 【解決手段】 撓み噛み合い式歯車装置１のカップ状可
撓性外歯歯車３は、波動発生器４によって楕円状に撓め
られる。この外歯歯車３の例えばダイヤフラム３３の部
分には、中心軸線１ａの回りに、９０度の角度間隔で配
置された一対のトルク検出素子を備えた第１のトルク検
出器６が配置されている。同様に９０度の角度間隔で配
置した一対のトルク検出素子を備えた第２のトルク検出
器７が配置されている。第１、第２のトルク検出器６、
７は、中心軸線１ａを中心として（ｋ×４５度）の角度
間隔（ｋは奇数）となるように配置されている。これら
の２組のトルク検出器６、７の出力を合成すれば、直線
性が良く、しかも、回転リップルの影響が極めて少ない
高精度のトルク検出を行なうことができる。
良く検出可能なトルク検出機構を提案すること。 【解決手段】 撓み噛み合い式歯車装置１のカップ状可
撓性外歯歯車３は、波動発生器４によって楕円状に撓め
られる。この外歯歯車３の例えばダイヤフラム３３の部
分には、中心軸線１ａの回りに、９０度の角度間隔で配
置された一対のトルク検出素子を備えた第１のトルク検
出器６が配置されている。同様に９０度の角度間隔で配
置した一対のトルク検出素子を備えた第２のトルク検出
器７が配置されている。第１、第２のトルク検出器６、
７は、中心軸線１ａを中心として（ｋ×４５度）の角度
間隔（ｋは奇数）となるように配置されている。これら
の２組のトルク検出器６、７の出力を合成すれば、直線
性が良く、しかも、回転リップルの影響が極めて少ない
高精度のトルク検出を行なうことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は撓み噛み合い式歯車
装置のトルク検出機構に関するものである。さらに詳し
くは、本発明は、トルク伝達の無い状態であるにもかか
わらず入力軸の回転に伴って発生するトルク検出器の検
出誤差（回転リップル）を補償可能なトルク検出機構に
関するものである。また、本発明は、トルク検出出力の
直線性を高めることの可能なトルク検出機構に関するも
のである。
装置のトルク検出機構に関するものである。さらに詳し
くは、本発明は、トルク伝達の無い状態であるにもかか
わらず入力軸の回転に伴って発生するトルク検出器の検
出誤差（回転リップル）を補償可能なトルク検出機構に
関するものである。また、本発明は、トルク検出出力の
直線性を高めることの可能なトルク検出機構に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】典型的な撓み噛み合い式歯車装置は、剛
性内歯歯車の内側にカップ状の可撓性外歯歯車が配置さ
れ、この可撓性外歯歯車の内側には、楕円形の輪郭をし
た波動発生器が嵌め込まれている。可撓性外歯歯車は波
動発生器によって楕円形状に撓められ、その楕円形状の
長軸方向の両端の２か所で剛性内歯歯車に噛み合ってい
る。入力軸に連結された波動発生器が回転すると、可撓
性外歯歯車と剛性内歯歯車の噛み合い位置も周方向に移
動して、双方の歯車の歯数差に応じた相対回転が発生す
ることになる。
性内歯歯車の内側にカップ状の可撓性外歯歯車が配置さ
れ、この可撓性外歯歯車の内側には、楕円形の輪郭をし
た波動発生器が嵌め込まれている。可撓性外歯歯車は波
動発生器によって楕円形状に撓められ、その楕円形状の
長軸方向の両端の２か所で剛性内歯歯車に噛み合ってい
る。入力軸に連結された波動発生器が回転すると、可撓
性外歯歯車と剛性内歯歯車の噛み合い位置も周方向に移
動して、双方の歯車の歯数差に応じた相対回転が発生す
ることになる。
【０００３】この形式の撓み噛み合い式歯車装置のトル
ク検出機構としては、トルク検出素子である歪ゲージ
を、カップ状の可撓性外歯歯車の胴部外周面に接着固定
し、当該可撓性外歯歯車の歪に基づき、撓み噛み合い式
歯車装置を介して伝達されるトルクを検出するように構
成されたものが知られている。
ク検出機構としては、トルク検出素子である歪ゲージ
を、カップ状の可撓性外歯歯車の胴部外周面に接着固定
し、当該可撓性外歯歯車の歪に基づき、撓み噛み合い式
歯車装置を介して伝達されるトルクを検出するように構
成されたものが知られている。
【０００４】可撓性外歯歯車の各部分は、波動発生器に
よって半径方向に繰り返し変位させられる。従って、伝
達トルクが実際には零の場合においても、波動発生器に
連結されている入力軸が回転すると、可撓性外歯歯車の
各部分が半径方向に撓まされる。すなわち、楕円形に撓
まされている可撓性外歯歯車の各部分は、入力軸に連結
された楕円形の波動発生器が回転すると、１回転当たり
２周期の割合で半径方向に繰り返し変位する。この結
果、歪ゲージからはその撓みに対応する出力が検出され
てしまう。
よって半径方向に繰り返し変位させられる。従って、伝
達トルクが実際には零の場合においても、波動発生器に
連結されている入力軸が回転すると、可撓性外歯歯車の
各部分が半径方向に撓まされる。すなわち、楕円形に撓
まされている可撓性外歯歯車の各部分は、入力軸に連結
された楕円形の波動発生器が回転すると、１回転当たり
２周期の割合で半径方向に繰り返し変位する。この結
果、歪ゲージからはその撓みに対応する出力が検出され
てしまう。
【０００５】従って、精度の良いトルク検出を行なうた
めには、かかる周期的な変位に起因した出力誤差（回転
リップル）を検出出力から排除して、伝達トルクのみに
起因する歪み量を検出する必要がある。この歪みは、１
８０°の位相をもった正弦波成分であるので、可撓性外
歯歯車に対して９０°の角度間隔で配置した一対の歪み
ゲージ等のトルク検出素子の出力を合成することによっ
て、除去することができる。
めには、かかる周期的な変位に起因した出力誤差（回転
リップル）を検出出力から排除して、伝達トルクのみに
起因する歪み量を検出する必要がある。この歪みは、１
８０°の位相をもった正弦波成分であるので、可撓性外
歯歯車に対して９０°の角度間隔で配置した一対の歪み
ゲージ等のトルク検出素子の出力を合成することによっ
て、除去することができる。
【０００６】このために、従来においては、装置の回転
軸線の回りに９０度の角度間隔となるように、可撓性外
歯歯車の外周面に１対の歪みゲージを接着固定し、これ
らの歪みゲージの出力を合成した出力を用いて伝達トル
クを算出するようにしている。
軸線の回りに９０度の角度間隔となるように、可撓性外
歯歯車の外周面に１対の歪みゲージを接着固定し、これ
らの歪みゲージの出力を合成した出力を用いて伝達トル
クを算出するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ここで、撓み噛み合い
式歯車装置における伝達トルクの検出精度を高めるため
には、トルク検出出力に含まれる回転リップルを確実に
除去すると共に、トルク検出出力の直線性を改善するこ
とが必要となる。
式歯車装置における伝達トルクの検出精度を高めるため
には、トルク検出出力に含まれる回転リップルを確実に
除去すると共に、トルク検出出力の直線性を改善するこ
とが必要となる。
【０００８】そこで、本発明の課題は、従来のような９
０°間隔に配置したトルク検出器を用いる場合よりも、
伝達トルクの検出精度を大幅に改善することにある。
０°間隔に配置したトルク検出器を用いる場合よりも、
伝達トルクの検出精度を大幅に改善することにある。
【０００９】すなわち、本発明の課題は、トルク検出出
力に含まれる回転リップルを除去して高精度のトルク検
出を行なうことの可能な撓み噛み合い式歯車装置のトル
ク検出機構を提案することにある。
力に含まれる回転リップルを除去して高精度のトルク検
出を行なうことの可能な撓み噛み合い式歯車装置のトル
ク検出機構を提案することにある。
【００１０】また、本発明の課題は、トルク検出出力の
直線性を改善して高精度のトルク検出を行なうことの可
能な撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機構を提案す
ることにある。
直線性を改善して高精度のトルク検出を行なうことの可
能な撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機構を提案す
ることにある。
【００１１】さらに、本発明の課題は、トルク検出出力
に含まれる回転リップルを従来よりも確実に除去でき、
かつ、トルク検出出力の直線性を大幅に改善することの
可能な撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機構を提案
することにある。
に含まれる回転リップルを従来よりも確実に除去でき、
かつ、トルク検出出力の直線性を大幅に改善することの
可能な撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機構を提案
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機
構は、可撓性外歯歯車の外歯が形成されている以外の外
面および内面のうちの少なくとも一方の面に対して、当
該可撓性外歯歯車の中心軸線の回りに９０°の角度間隔
に配置された一対のトルク検出素子を備えた第１のトル
ク検出手段と、同じく当該可撓性外歯歯車の中心軸線の
回りに９０°の角度間隔に配置された一対のトルク検出
素子を備えた第２のトルク検出手段とを有する構成とな
っている。また、前記第２のトルク検出手段は、前記第
１のトルク検出手段に対して前記中心軸線の回りに（ｋ
×４５°）（ｋは奇数）の角度だけ回転した位置に配置
された構成となっている。そして、これら第１および第
２のトルク検出手段の検出出力を合成することにより得
られる合成出力に基づき前記撓み噛み合い式歯車装置の
伝達トルクを検出するようになっている。
めに、本発明の撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機
構は、可撓性外歯歯車の外歯が形成されている以外の外
面および内面のうちの少なくとも一方の面に対して、当
該可撓性外歯歯車の中心軸線の回りに９０°の角度間隔
に配置された一対のトルク検出素子を備えた第１のトル
ク検出手段と、同じく当該可撓性外歯歯車の中心軸線の
回りに９０°の角度間隔に配置された一対のトルク検出
素子を備えた第２のトルク検出手段とを有する構成とな
っている。また、前記第２のトルク検出手段は、前記第
１のトルク検出手段に対して前記中心軸線の回りに（ｋ
×４５°）（ｋは奇数）の角度だけ回転した位置に配置
された構成となっている。そして、これら第１および第
２のトルク検出手段の検出出力を合成することにより得
られる合成出力に基づき前記撓み噛み合い式歯車装置の
伝達トルクを検出するようになっている。
【００１３】このように構成した本発明のトルク検出機
構によれば、従来のトルク検出機構に比べて、トルク検
出出力に含まれる回転リップルの振幅を大幅に低減で
き、精度のよい伝達トルクの検出を行なうことができ
る。また、トルク検出出力の直線性を大幅に改善でき、
これによっても、伝達トルクの検出精度を改善できる。
構によれば、従来のトルク検出機構に比べて、トルク検
出出力に含まれる回転リップルの振幅を大幅に低減で
き、精度のよい伝達トルクの検出を行なうことができ
る。また、トルク検出出力の直線性を大幅に改善でき、
これによっても、伝達トルクの検出精度を改善できる。
【００１４】ここで、トルク検出出力の直線性を改善す
るためには、前記第２のトルク検出手段を、前記第１の
トルク検出手段に対して、前記中心軸線の回りに、９０
°から２７０°までの範囲内の角度だけ回転した位置に
配置することが望ましい。
るためには、前記第２のトルク検出手段を、前記第１の
トルク検出手段に対して、前記中心軸線の回りに、９０
°から２７０°までの範囲内の角度だけ回転した位置に
配置することが望ましい。
【００１５】また、トルク検出出力の直線性を一層改善
するためには、上記の第１および第２のトルク検出手段
に加えて、更に、前記可撓性外歯歯車の前記外歯が形成
されている以外の外面および内面のうちの少なくとも一
方の面に対して、当該可撓性外歯歯車の中心軸線の回り
に９０度の角度間隔に配置された一対のトルク検出素子
を備えた第３のトルク検出手段と、同じく当該可撓性外
歯歯車の中心軸線の回りに９０度の角度間隔に配置され
た一対のトルク検出素子を備えた第４のトルク検出手段
とを追加することが望ましい。この場合には、前記第２
のトルク検出手段を、前記第１のトルク検出手段に対し
て前記中心軸線の回りに４５°回転した位置に配置し、
前記第３および第４のトルク検出手段を、前記第１のト
ルク検出手段に対して前記中心軸線の回りに、それぞ
れ、１８０°および２２５°回転した位置に配置した構
成を採用する。
するためには、上記の第１および第２のトルク検出手段
に加えて、更に、前記可撓性外歯歯車の前記外歯が形成
されている以外の外面および内面のうちの少なくとも一
方の面に対して、当該可撓性外歯歯車の中心軸線の回り
に９０度の角度間隔に配置された一対のトルク検出素子
を備えた第３のトルク検出手段と、同じく当該可撓性外
歯歯車の中心軸線の回りに９０度の角度間隔に配置され
た一対のトルク検出素子を備えた第４のトルク検出手段
とを追加することが望ましい。この場合には、前記第２
のトルク検出手段を、前記第１のトルク検出手段に対し
て前記中心軸線の回りに４５°回転した位置に配置し、
前記第３および第４のトルク検出手段を、前記第１のト
ルク検出手段に対して前記中心軸線の回りに、それぞ
れ、１８０°および２２５°回転した位置に配置した構
成を採用する。
【００１６】一方、これらの第１乃至第４のトルク検出
機構を、前記第２、第３および第４のトルク検出手段
が、前記第１のトルク検出手段に対して前記中心軸線の
回りに、それぞれ、２２．５°、４５°および６７．５
°回転した位置となるように配置した構成を採用するこ
とができる。この構成を採用すれば、トルク検出出力に
含まれる回転リップルの振幅を一層低減することができ
る。
機構を、前記第２、第３および第４のトルク検出手段
が、前記第１のトルク検出手段に対して前記中心軸線の
回りに、それぞれ、２２．５°、４５°および６７．５
°回転した位置となるように配置した構成を採用するこ
とができる。この構成を採用すれば、トルク検出出力に
含まれる回転リップルの振幅を一層低減することができ
る。
【００１７】次に、トルク検出出力に含まれる回転リッ
プルを除去するためには、上記の構成の代わりに、第１
乃至第４のトルク検出手段を次のように配置してもよ
い。すなわち、第１および第２のトルク検出手段の配置
関係は上記の構成と同一とする。これに対して、第３お
よび第４のトルク検出手段を、前記第１および第２のト
ルク検出手段に対して、前記中心軸線の回りに、９０°
回転した位置となるように配置した構成とする。
プルを除去するためには、上記の構成の代わりに、第１
乃至第４のトルク検出手段を次のように配置してもよ
い。すなわち、第１および第２のトルク検出手段の配置
関係は上記の構成と同一とする。これに対して、第３お
よび第４のトルク検出手段を、前記第１および第２のト
ルク検出手段に対して、前記中心軸線の回りに、９０°
回転した位置となるように配置した構成とする。
【００１８】なお、本発明を適用可能な撓み噛み合い式
歯車装置の一つには、その可撓性外歯歯車が、円筒状の
胴部と、この胴部の一端側を封鎖している円板状のダイ
ヤフラムと、このダイヤフラム部の中心に一体形成され
ている厚肉のボスと、前記胴部の開口端側の外周面に形
成された前記外歯とを備えたカップ状のものが含まれ
る。この場合、トルク検出手段は、前記胴部および前記
ダイヤフラム部のうちの少なくとも一方の側に配置され
る。
歯車装置の一つには、その可撓性外歯歯車が、円筒状の
胴部と、この胴部の一端側を封鎖している円板状のダイ
ヤフラムと、このダイヤフラム部の中心に一体形成され
ている厚肉のボスと、前記胴部の開口端側の外周面に形
成された前記外歯とを備えたカップ状のものが含まれ
る。この場合、トルク検出手段は、前記胴部および前記
ダイヤフラム部のうちの少なくとも一方の側に配置され
る。
【００１９】また、本発明を適用可能な撓み噛み合い式
歯車装置の一つには、前記可撓性外歯歯車が、円筒状の
胴部と、この胴部の一端から半径方向の外方に広がって
いる環状のダイヤフラムと、このダイヤフラムの外周縁
に連続している厚肉の環状のボスと、前記胴部の他端側
の外周面に形成された前記外歯とを備えたシルクハット
状のものが含まれる。この場合にも、トルク検出手段
は、前記胴部および前記ダイヤフラム部のうちの少なく
とも一方の側に配置される。
歯車装置の一つには、前記可撓性外歯歯車が、円筒状の
胴部と、この胴部の一端から半径方向の外方に広がって
いる環状のダイヤフラムと、このダイヤフラムの外周縁
に連続している厚肉の環状のボスと、前記胴部の他端側
の外周面に形成された前記外歯とを備えたシルクハット
状のものが含まれる。この場合にも、トルク検出手段
は、前記胴部および前記ダイヤフラム部のうちの少なく
とも一方の側に配置される。
【００２０】次に、本発明のトルク検出機構に適用可能
なトルク検出手段としては、歪ゲージ式トルク検出器、
磁歪式トルク検出器、光学式トルク検出器、超音波式ト
ルク検出器を挙げることができる。これらのうちの１つ
を用いてもよいし、２つ以上の異なる形式のものを組み
合わせて使用してもよい。
なトルク検出手段としては、歪ゲージ式トルク検出器、
磁歪式トルク検出器、光学式トルク検出器、超音波式ト
ルク検出器を挙げることができる。これらのうちの１つ
を用いてもよいし、２つ以上の異なる形式のものを組み
合わせて使用してもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００２２】図１には、本発明を適用可能な撓み噛み合
い式歯車装置の例を示してある。図の装置はカップ状撓
み噛み合い式歯車装置１であり、環状の剛性内歯歯車２
と、この内側に配置されたカップ状の可撓性外歯歯車３
と、この内側にはめ込まれた波動発生器４とを備えてい
る。波動発生器４は楕円形の輪郭をしており、可撓性外
歯歯車３の内側にはめ込まれて当該可撓性外歯歯車３を
楕円形に撓めた状態にしている。この結果、可撓性外歯
歯車３の外歯３１における楕円形の長軸の両端に位置し
ている部分が、剛性内歯歯車２の内歯２１に噛み合って
いる。波動発生器４は入力軸（図示せず）に連結されて
おり、波動発生器４が高速回転すると、外歯３１の内歯
２１に対する噛み合い位置が円周方向に高速で移動す
る。外歯と内歯の歯数差は一般に２ｎ（ｎは正の整数）
に設定されているので、外歯歯車３と内歯歯車２の間に
は相対回転が発生する。この相対回転を、一方の歯車の
側から減速回転出力として取り出している。
い式歯車装置の例を示してある。図の装置はカップ状撓
み噛み合い式歯車装置１であり、環状の剛性内歯歯車２
と、この内側に配置されたカップ状の可撓性外歯歯車３
と、この内側にはめ込まれた波動発生器４とを備えてい
る。波動発生器４は楕円形の輪郭をしており、可撓性外
歯歯車３の内側にはめ込まれて当該可撓性外歯歯車３を
楕円形に撓めた状態にしている。この結果、可撓性外歯
歯車３の外歯３１における楕円形の長軸の両端に位置し
ている部分が、剛性内歯歯車２の内歯２１に噛み合って
いる。波動発生器４は入力軸（図示せず）に連結されて
おり、波動発生器４が高速回転すると、外歯３１の内歯
２１に対する噛み合い位置が円周方向に高速で移動す
る。外歯と内歯の歯数差は一般に２ｎ（ｎは正の整数）
に設定されているので、外歯歯車３と内歯歯車２の間に
は相対回転が発生する。この相対回転を、一方の歯車の
側から減速回転出力として取り出している。
【００２３】可撓性外歯歯車３は、円筒状の胴部３２
と、この一端側を封鎖している円板状のダイヤフラム３
３と、このダイヤフラムの中心に形成した厚肉のボス３
４と、胴部３２の開口端の側の外周面３５において円周
方向に向けて形成した上記の外歯３１を備えている。
と、この一端側を封鎖している円板状のダイヤフラム３
３と、このダイヤフラムの中心に形成した厚肉のボス３
４と、胴部３２の開口端の側の外周面３５において円周
方向に向けて形成した上記の外歯３１を備えている。
【００２４】図２には、上記構成の撓み噛み合い式歯車
装置１に組み付けたトルク検出機構の概略構成を示して
ある。この図に示すように、トルク検出機構５は第１の
トルク検出器６と第２のトルク検出器７を有している。
第１のトルク検出器６は、装置中心軸線１ａを中心とし
て、９０°の角度間隔で可撓性外歯歯車３のダイヤフラ
ム３３に配置した一対のトルク検出素子６１、６２を備
えている。同様に、第２のトルク検出器７も、中心軸線
１ａを中心として９０°の角度間隔でダイヤフラム３３
に配置した一対のトルク検出素子７１、７２を備えてい
る。
装置１に組み付けたトルク検出機構の概略構成を示して
ある。この図に示すように、トルク検出機構５は第１の
トルク検出器６と第２のトルク検出器７を有している。
第１のトルク検出器６は、装置中心軸線１ａを中心とし
て、９０°の角度間隔で可撓性外歯歯車３のダイヤフラ
ム３３に配置した一対のトルク検出素子６１、６２を備
えている。同様に、第２のトルク検出器７も、中心軸線
１ａを中心として９０°の角度間隔でダイヤフラム３３
に配置した一対のトルク検出素子７１、７２を備えてい
る。
【００２５】第２のトルク検出器７は、第１のトルク検
出器６に対して中心軸線１ａを中心にして（ｋ×４５
°）だけ回転した位置に配置されている（ｋは正の奇数
である。）。すなわち、一対のトルク検出素子６１、６
２に対して、一対のトルク検出素子７１、７２のそれぞ
れは、（ｋ×４５°）だけ回転した位置に配置されてい
る。トルク検出素子の配置場所としては、胴部３２の外
周面あるいは内周面でもよい。本例では、第２のトルク
検出器７の検出素子７１、７２は、第１のトルク検出器
６の検出素子６１、６２に対して４５°（ｋ＝１）だけ
回転した位置に配置してある。
出器６に対して中心軸線１ａを中心にして（ｋ×４５
°）だけ回転した位置に配置されている（ｋは正の奇数
である。）。すなわち、一対のトルク検出素子６１、６
２に対して、一対のトルク検出素子７１、７２のそれぞ
れは、（ｋ×４５°）だけ回転した位置に配置されてい
る。トルク検出素子の配置場所としては、胴部３２の外
周面あるいは内周面でもよい。本例では、第２のトルク
検出器７の検出素子７１、７２は、第１のトルク検出器
６の検出素子６１、６２に対して４５°（ｋ＝１）だけ
回転した位置に配置してある。
【００２６】第１のトルク検出器６の一対のトルク検出
素子６１、６２の出力６１Ｓ、６２Ｓは合成されて合成
出力６Ｓが形成される。同様に、第２のトルク検出器７
の一対のトルク検出素子７１、７２の出力７１Ｓ、７２
Ｓが合成されて合成出力７Ｓが得られる。これらの合成
出力６Ｓと７Ｓを合成した合成出力８Ｓがトルク検出出
力として採用される。
素子６１、６２の出力６１Ｓ、６２Ｓは合成されて合成
出力６Ｓが形成される。同様に、第２のトルク検出器７
の一対のトルク検出素子７１、７２の出力７１Ｓ、７２
Ｓが合成されて合成出力７Ｓが得られる。これらの合成
出力６Ｓと７Ｓを合成した合成出力８Ｓがトルク検出出
力として採用される。
【００２７】このように、２組のトルク検出器６、７を
相互の４５°回転した位置に配置することによって、ト
ルク検出出力に含まれる回転リップルの振幅を大幅に低
減することができる。よって、精度の良い検出を実現で
きる。これと同時に、トルク検出出力の直線性も大幅に
改善される。
相互の４５°回転した位置に配置することによって、ト
ルク検出出力に含まれる回転リップルの振幅を大幅に低
減することができる。よって、精度の良い検出を実現で
きる。これと同時に、トルク検出出力の直線性も大幅に
改善される。
【００２８】なお、従来のように一対のトルク検出器を
９０°回転した位置に配置した構成を採用した場合に
は、可撓性外歯歯車の撓みに伴う１８０°周期の回転リ
ップルを除去できる。しかし、トルク検出出力に含まれ
るそれ以外の回転リップル成分を低減あるいは除去する
ことができない。
９０°回転した位置に配置した構成を採用した場合に
は、可撓性外歯歯車の撓みに伴う１８０°周期の回転リ
ップルを除去できる。しかし、トルク検出出力に含まれ
るそれ以外の回転リップル成分を低減あるいは除去する
ことができない。
【００２９】ここで、トルク検出器６、７のトルク検出
素子６１、６２、７１、７２としては、例えば歪みゲー
ジを用いることができる。この場合には、各トルク検出
素子を、装置中心軸線１ａに対して左右に４５°傾斜し
た向きとなるように可撓性外歯歯車３の胴部３２あるい
はダイヤフラム３３の表面に接着した一対の歪みゲージ
から構成すればよい。そして、これらの歪みゲージによ
りブリッジ回路を構成して、トルク検出出力を得るよう
にすればよい。
素子６１、６２、７１、７２としては、例えば歪みゲー
ジを用いることができる。この場合には、各トルク検出
素子を、装置中心軸線１ａに対して左右に４５°傾斜し
た向きとなるように可撓性外歯歯車３の胴部３２あるい
はダイヤフラム３３の表面に接着した一対の歪みゲージ
から構成すればよい。そして、これらの歪みゲージによ
りブリッジ回路を構成して、トルク検出出力を得るよう
にすればよい。
【００３０】このような接触型のトルク検出素子の代わ
りに、非接触型のトルク検出素子である磁歪検出素子、
光学式検出素子、超音波検出素子等を利用してもよい。
りに、非接触型のトルク検出素子である磁歪検出素子、
光学式検出素子、超音波検出素子等を利用してもよい。
【００３１】以下に、本発明の４５度配列を見い出すに
際して行った実験例の概要を説明する。
際して行った実験例の概要を説明する。
【００３２】歪みゲージの配置関係 図３には測定のために可撓性外歯歯車３の胴部３２およ
びダイヤフラム３３に接着固定したトルク検出素子とし
ての歪みゲージの配置を、各歪みゲージに付与した符号
と共に示してある。図において、装置中心軸線１ａを通
る水平線Ｈを基準として、この配置関係を以下において
０度歪みゲージ配置と呼ぶ。
びダイヤフラム３３に接着固定したトルク検出素子とし
ての歪みゲージの配置を、各歪みゲージに付与した符号
と共に示してある。図において、装置中心軸線１ａを通
る水平線Ｈを基準として、この配置関係を以下において
０度歪みゲージ配置と呼ぶ。
【００３３】この図において、一対の歪みゲージＡ１、
Ａ２、あるいは歪みゲージＣ１、Ｃ２がトルク検出素子
６１に、歪みゲージＡ３、Ａ４、あるいは歪みゲージＣ
３、Ｃ４がトルク検出素子６２に相当し、これら４枚の
歪みゲージによって第１のトルク検出器６が構成され
る。
Ａ２、あるいは歪みゲージＣ１、Ｃ２がトルク検出素子
６１に、歪みゲージＡ３、Ａ４、あるいは歪みゲージＣ
３、Ｃ４がトルク検出素子６２に相当し、これら４枚の
歪みゲージによって第１のトルク検出器６が構成され
る。
【００３４】図４に示す歪みゲージの配置関係は、図３
の歪みゲージの配置関係を、全体として、中心軸線１ａ
の回りに４５°回転することにより得られるものであ
る。この図の示す歪みゲージの配置を以下において４５
度歪みゲージ配置と呼ぶ。
の歪みゲージの配置関係を、全体として、中心軸線１ａ
の回りに４５°回転することにより得られるものであ
る。この図の示す歪みゲージの配置を以下において４５
度歪みゲージ配置と呼ぶ。
【００３５】この図において、一対の歪みゲージＡ１、
Ａ２、あるいは歪みゲージＣ１、Ｃ２がトルク検出素子
７１に、歪みゲージＡ３、Ａ４、あるいは歪みゲージＣ
３、Ｃ４がトルク検出素子７２に相当し、これら４枚の
歪みゲージによって第２のトルク検出器７が構成され
る。
Ａ２、あるいは歪みゲージＣ１、Ｃ２がトルク検出素子
７１に、歪みゲージＡ３、Ａ４、あるいは歪みゲージＣ
３、Ｃ４がトルク検出素子７２に相当し、これら４枚の
歪みゲージによって第２のトルク検出器７が構成され
る。
【００３６】直線性とヒステリシス 図３のように配置した第１の検出器６に含まれる４枚の
歪みゲージＡ１乃至Ａ４、あるいはＣ１乃至Ｃ４により
ホイーストンブリッジ回路を構成し、この出力ＦＢ Ａ
あるいはＦＢ Ｃを測定した。同様に、図４のように配
置した第２の検出器７に含まれる４枚の歪みゲージＡ１
乃至Ａ４、あるいはＣ１乃至Ｃ４によりホイーストンブ
リッジ回路を構成し、この出力ＦＢ Ａ（４５°）ある
いはＦＢ Ｃ（４５°）を測定した。
歪みゲージＡ１乃至Ａ４、あるいはＣ１乃至Ｃ４により
ホイーストンブリッジ回路を構成し、この出力ＦＢ Ａ
あるいはＦＢ Ｃを測定した。同様に、図４のように配
置した第２の検出器７に含まれる４枚の歪みゲージＡ１
乃至Ａ４、あるいはＣ１乃至Ｃ４によりホイーストンブ
リッジ回路を構成し、この出力ＦＢ Ａ（４５°）ある
いはＦＢ Ｃ（４５°）を測定した。
【００３７】それぞれのホイーストンブリッジ回路の出
力データ例を図５および図６に示す。それぞれの図にお
いて、（ａ）は図３に示す第１の検出器６を構成してい
る０度歪みゲージ配置の場合であり、（ｂ）は図４に示
す第２の検出器７を構成している４５度歪みゲージ配置
の場合である。
力データ例を図５および図６に示す。それぞれの図にお
いて、（ａ）は図３に示す第１の検出器６を構成してい
る０度歪みゲージ配置の場合であり、（ｂ）は図４に示
す第２の検出器７を構成している４５度歪みゲージ配置
の場合である。
【００３８】これらの図から分かるように、２つの歪み
ゲージの配置（０度歪みゲージ配置の場合と４５度歪み
ゲージ配置の場合）におけるそれぞれの直線性に対する
誤差が反対方向に向かっている。
ゲージの配置（０度歪みゲージ配置の場合と４５度歪み
ゲージ配置の場合）におけるそれぞれの直線性に対する
誤差が反対方向に向かっている。
【００３９】図７および図８には、２つのブリッジ回路
の出力の合成した場合の測定結果を示してある。すなわ
ち、第１および第２のトルク検出器６、７の出力を合成
した場合の結果を示してある。
の出力の合成した場合の測定結果を示してある。すなわ
ち、第１および第２のトルク検出器６、７の出力を合成
した場合の結果を示してある。
【００４０】これらの図から分かるように、第１および
第２のトルク検出器６、７の出力を合成することによっ
て、検出出力の直線性が２パーセント程度まで低減され
る。これに対して、それぞれのトルク検出器出力単独の
場合には、検出出力の直線性は約５パーセントである。
従って、４５°の角度で配置した第１および第２のトル
ク検出器の出力を用いれば、トルク検出出力の直線性を
大幅に改善できる。なお、従来のように、第１および第
２のトルク検出器６、７を９０°の角度間隔で配置した
場合に得られる検出出力を合成した場合には、このよう
な結果は得られなかった。すなわち、検出出力の直線性
の精度はほぼ５パーセントのままであった。
第２のトルク検出器６、７の出力を合成することによっ
て、検出出力の直線性が２パーセント程度まで低減され
る。これに対して、それぞれのトルク検出器出力単独の
場合には、検出出力の直線性は約５パーセントである。
従って、４５°の角度で配置した第１および第２のトル
ク検出器の出力を用いれば、トルク検出出力の直線性を
大幅に改善できる。なお、従来のように、第１および第
２のトルク検出器６、７を９０°の角度間隔で配置した
場合に得られる検出出力を合成した場合には、このよう
な結果は得られなかった。すなわち、検出出力の直線性
の精度はほぼ５パーセントのままであった。
【００４１】次に、上記の第１および第２のトルク検出
器６、７に加えて、第３および第４のトルク検出器８、
９を追加した。すなわち、図３に示すように、一対の歪
みゲージＢ１、Ｂ２、あるいは歪みゲージＤ１、Ｄ２を
含むトルク検出素子８１と、歪みゲージＢ３、Ｂ４、あ
るいは歪みゲージＤ３、Ｄ４を含むトルク検出素子８２
とから、第３のトルク検出器８を構成した。また、図４
に示すように、一対の歪みゲージＢ１、Ｂ２、あるいは
歪みゲージＤ１、Ｄ２を含むトルク検出素子９１と、歪
みゲージＢ３、Ｂ４、あるいは歪みゲージＤ３、Ｄ４を
含むトルク検出素子９２とから、第４のトルク検出器９
を構成した。
器６、７に加えて、第３および第４のトルク検出器８、
９を追加した。すなわち、図３に示すように、一対の歪
みゲージＢ１、Ｂ２、あるいは歪みゲージＤ１、Ｄ２を
含むトルク検出素子８１と、歪みゲージＢ３、Ｂ４、あ
るいは歪みゲージＤ３、Ｄ４を含むトルク検出素子８２
とから、第３のトルク検出器８を構成した。また、図４
に示すように、一対の歪みゲージＢ１、Ｂ２、あるいは
歪みゲージＤ１、Ｄ２を含むトルク検出素子９１と、歪
みゲージＢ３、Ｂ４、あるいは歪みゲージＤ３、Ｄ４を
含むトルク検出素子９２とから、第４のトルク検出器９
を構成した。
【００４２】そして、図３に示す第１の検出器６の出力
と、図４に示す第４のトルク検出器９の出力との合成出
力を測定した。すなわち、図２（Ｂ）に示すように２組
のトルク検出器６、７を配置した場合の検出出力を測定
した。
と、図４に示す第４のトルク検出器９の出力との合成出
力を測定した。すなわち、図２（Ｂ）に示すように２組
のトルク検出器６、７を配置した場合の検出出力を測定
した。
【００４３】この結果を、図９に示す。この図から分か
るように、トルク検出出力の直線性の精度が、１パーセ
ント程度まで低減されている。本発明者等の実験によれ
ば、２組のトルク検出器を４５°の回転位置に配置する
よりも、一方のトルク検出器に対して、他方の側を、１
３５°あるいは２２５°の回転位置に配置した方が、ト
ルク検出出力の直線性の精度を改善できることが確認さ
れた。
るように、トルク検出出力の直線性の精度が、１パーセ
ント程度まで低減されている。本発明者等の実験によれ
ば、２組のトルク検出器を４５°の回転位置に配置する
よりも、一方のトルク検出器に対して、他方の側を、１
３５°あるいは２２５°の回転位置に配置した方が、ト
ルク検出出力の直線性の精度を改善できることが確認さ
れた。
【００４４】次に、本発明者等の実験によれば、図３お
よび図４に示す第１、第２、第３および第４の４組のト
ルク検出器６、７、８、９の検出出力を合成することに
より、トルク検出出力の直線性の精度が１パーセント程
度の改善されることが確認された。
よび図４に示す第１、第２、第３および第４の４組のト
ルク検出器６、７、８、９の検出出力を合成することに
より、トルク検出出力の直線性の精度が１パーセント程
度の改善されることが確認された。
【００４５】回転リップル 次に、図３の示す第１のトルク検出器６の出力、および
図４に示す第２のトルク検出器７の出力に含まれる回転
リップルについて考察した。図１０には、各トルク検出
器６、７の検出出力の回転リップルと、これらの合成出
力の回転リップルを示してある。この図から分かるよう
に、回転リップルは９０°の周期をもっており、従っ
て、４５°回転した位置に配置された第１および第２の
トルク検出器６、７の出力は位相が４５°ずれている。
このために、これらの出力を合成した場合には、回転リ
ップルの振幅を５パーセントから約２パーセント程度ま
で低減できる。
図４に示す第２のトルク検出器７の出力に含まれる回転
リップルについて考察した。図１０には、各トルク検出
器６、７の検出出力の回転リップルと、これらの合成出
力の回転リップルを示してある。この図から分かるよう
に、回転リップルは９０°の周期をもっており、従っ
て、４５°回転した位置に配置された第１および第２の
トルク検出器６、７の出力は位相が４５°ずれている。
このために、これらの出力を合成した場合には、回転リ
ップルの振幅を５パーセントから約２パーセント程度ま
で低減できる。
【００４６】ここで、本発明者等の実験によれば、４組
のトルク検出器を用いる場合には、これらを２２．５°
の角度間隔で配列すれば、より一層の回転リップルの低
減が得られることが確認された。
のトルク検出器を用いる場合には、これらを２２．５°
の角度間隔で配列すれば、より一層の回転リップルの低
減が得られることが確認された。
【００４７】次に、本発明者等は、４組のトルク検出器
６ないし９を次のように配置して、それらの合成出力を
求めた。すなわち、図１１（ａ）に示すように第１およ
び第２のトルク検出器６、７を相対的に１３５°回転し
た位置にそれぞれ配置した。また、図１１（ｂ）に示す
ように、第３および第４のトルク検出器８、９を同じく
相対的に１３５°回転した位置にそれぞれ配置した。こ
れらの図から分かるように、第１および第２のトルク検
出器６、７に対して、第３および第４のトルク検出器
８、９は、全体として、相互に９０°回転した位置関係
となっている。
６ないし９を次のように配置して、それらの合成出力を
求めた。すなわち、図１１（ａ）に示すように第１およ
び第２のトルク検出器６、７を相対的に１３５°回転し
た位置にそれぞれ配置した。また、図１１（ｂ）に示す
ように、第３および第４のトルク検出器８、９を同じく
相対的に１３５°回転した位置にそれぞれ配置した。こ
れらの図から分かるように、第１および第２のトルク検
出器６、７に対して、第３および第４のトルク検出器
８、９は、全体として、相互に９０°回転した位置関係
となっている。
【００４８】従って、図１１（ｃ）に示すように、第１
のトルク検出器６のトルク検出素子６１と、第４のトル
ク検出器９のトルク検出素子９２とは同一位置にある。
これらは共通のトルク検出素子を利用している。同様
に、第２のトルク検出器７のトルク検出素子７１と、第
３のトルク検出器８の第２のトルク検出素子８２とは同
一位置にある。これら共通のトルク検出素子を利用して
いる。
のトルク検出器６のトルク検出素子６１と、第４のトル
ク検出器９のトルク検出素子９２とは同一位置にある。
これらは共通のトルク検出素子を利用している。同様
に、第２のトルク検出器７のトルク検出素子７１と、第
３のトルク検出器８の第２のトルク検出素子８２とは同
一位置にある。これら共通のトルク検出素子を利用して
いる。
【００４９】この場合、２か所のトルク検出素子（歪み
ゲージ）が重なってしまう。従って、図１２を参照して
説明すると、Ａ、Ｄのホイストンブリッジ出力をＵ１と
し、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅのホイストンブリッジ出力をＵ２と
すれば、このトルク検出器の出力Ｕは、 Ｕ＝ ２Ｕ１ ＋ Ｕ２ として得ることができる。
ゲージ）が重なってしまう。従って、図１２を参照して
説明すると、Ａ、Ｄのホイストンブリッジ出力をＵ１と
し、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅのホイストンブリッジ出力をＵ２と
すれば、このトルク検出器の出力Ｕは、 Ｕ＝ ２Ｕ１ ＋ Ｕ２ として得ることができる。
【００５０】このように４組のトルク検出器を配置した
場合に得られる合成出力は、回転リップルの振幅が低減
されたものであることが確認された。従って、このよう
な配置関係を採用した場合においても、高精度のトルク
検出を実現できる。
場合に得られる合成出力は、回転リップルの振幅が低減
されたものであることが確認された。従って、このよう
な配置関係を採用した場合においても、高精度のトルク
検出を実現できる。
【００５１】ここで、トルク検出素子（歪みゲージ）の
配置は、上述した図１１に示すように、９０°のセット
を１３５°回転したものと、図１３に示すように、９０
°のセットを４５°回転したものの双方が考えられる。
配置は、上述した図１１に示すように、９０°のセット
を１３５°回転したものと、図１３に示すように、９０
°のセットを４５°回転したものの双方が考えられる。
【００５２】（その他の実施の形態）なお、以上の説明
は、可撓性外歯歯車として、カップ状のものを採用した
場合についてのものである。しかし、以上述べた点は、
シルクハット状の可撓性外歯歯車に対しても同様に適用
される。さらには、円筒状の可撓性外歯歯車に対しても
同様に適用される。
は、可撓性外歯歯車として、カップ状のものを採用した
場合についてのものである。しかし、以上述べた点は、
シルクハット状の可撓性外歯歯車に対しても同様に適用
される。さらには、円筒状の可撓性外歯歯車に対しても
同様に適用される。
【００５３】また、トルク検出器の配置位置としては、
可撓性外歯歯車のダイヤフラムおよび胴部の何れであっ
てもよい。
可撓性外歯歯車のダイヤフラムおよび胴部の何れであっ
てもよい。
【００５４】さらに、本発明のトルク検出機構に適用可
能なトルク検出手段としては、歪ゲージ式トルク検出
器、磁歪式トルク検出器、光学式トルク検出器、超音波
式トルク検出器を挙げることができる。これらのうちの
１つを用いてもよいし、２つ以上の異なる形式のものを
組み合わせて使用してもよい。
能なトルク検出手段としては、歪ゲージ式トルク検出
器、磁歪式トルク検出器、光学式トルク検出器、超音波
式トルク検出器を挙げることができる。これらのうちの
１つを用いてもよいし、２つ以上の異なる形式のものを
組み合わせて使用してもよい。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の撓み噛み
合い式歯車装置のトルク検出機構においては、その可撓
性外歯歯車に対して、中心軸線の回りに、（ｋ×４５
°）（ｋは奇数）の角度間隔で少なくとも２組のトルク
検出器を配置し、これらの２組のトルク検出器の出力を
合成した合成出力に基づき、トルクを検出するようにし
ている。本発明のトルク検出機構によれば、トルク検出
出力の直線性の精度を改善することができる。また、同
時に、トルク検出出力に含まれる回転リップルの振幅を
大幅に低減することができる。
合い式歯車装置のトルク検出機構においては、その可撓
性外歯歯車に対して、中心軸線の回りに、（ｋ×４５
°）（ｋは奇数）の角度間隔で少なくとも２組のトルク
検出器を配置し、これらの２組のトルク検出器の出力を
合成した合成出力に基づき、トルクを検出するようにし
ている。本発明のトルク検出機構によれば、トルク検出
出力の直線性の精度を改善することができる。また、同
時に、トルク検出出力に含まれる回転リップルの振幅を
大幅に低減することができる。
【００５６】よって、本発明のトルク検出機構を採用す
れば、従来に比べて、高精度のトルク検出を実現でき
る。
れば、従来に比べて、高精度のトルク検出を実現でき
る。
【図１】本発明を適用可能なカップ状撓み噛み合い式歯
車装置を示す斜視図である。
車装置を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図１のカッ
プ状の可撓性外歯歯車のダイヤフラムおよび胴部に配置
された２組のトルク検出器の配置関係を示す説明図であ
る。
プ状の可撓性外歯歯車のダイヤフラムおよび胴部に配置
された２組のトルク検出器の配置関係を示す説明図であ
る。
【図３】カップ状の可撓性外歯歯車のダイヤフラムの部
分および胴部に配置した歪みゲージの配置である０度の
歪みゲージ配置を示す図である。
分および胴部に配置した歪みゲージの配置である０度の
歪みゲージ配置を示す図である。
【図４】カップ状の可撓性外歯歯車のダイヤフラムの部
分および胴部に配置した歪みゲージの配置である４５度
の歪みゲージ配置を示す図である。
分および胴部に配置した歪みゲージの配置である４５度
の歪みゲージ配置を示す図である。
【図５】（ａ）は、ダイヤフラムに取り付けた０°配置
の第１のトルク検出器の入力トルクに対する出力を示す
グラフであり、（ｂ）は、ダイヤフラムに取り付けた４
５°配置の第２のトルク検出器の入力トルクに対する出
力を示すグラフである。
の第１のトルク検出器の入力トルクに対する出力を示す
グラフであり、（ｂ）は、ダイヤフラムに取り付けた４
５°配置の第２のトルク検出器の入力トルクに対する出
力を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、胴部に取り付けた０°配置の第１の
トルク検出器の入力トルクに対する出力を示すグラフで
あり、（ｂ）は、胴部に取り付けた４５°配置の第２の
トルク検出器の入力トルクに対する出力を示すグラフで
ある。
トルク検出器の入力トルクに対する出力を示すグラフで
あり、（ｂ）は、胴部に取り付けた４５°配置の第２の
トルク検出器の入力トルクに対する出力を示すグラフで
ある。
【図７】ダイヤフラムに取り付けた０°配置のトルク検
出器および４５°配置の第２のトルク検出器の合成出力
を示すグラフである。
出器および４５°配置の第２のトルク検出器の合成出力
を示すグラフである。
【図８】胴部に取り付けた０°配置のトルク検出器およ
び４５°配置の第２のトルク検出器の合成出力を示すグ
ラフである。
び４５°配置の第２のトルク検出器の合成出力を示すグ
ラフである。
【図９】ダイヤフラムに取り付けた相対的に２２５°回
転した位置に配置された第１のトルク検出器と第４のト
ルク検出器の合成出力を示すグラフである。
転した位置に配置された第１のトルク検出器と第４のト
ルク検出器の合成出力を示すグラフである。
【図１０】ダイヤフラムに取り付けた第１および第２の
トルク検出器の合成出力（回転リップル）を示すグラフ
である。
トルク検出器の合成出力（回転リップル）を示すグラフ
である。
【図１１】４組のトルク検出器の配置を示す説明図であ
る。
る。
【図１２】トルク検出素子の位置が重なる場合における
トルク検出器の出力について説明するための説明図であ
る。
トルク検出器の出力について説明するための説明図であ
る。
【図１３】４組のトルク検出器の配置を示す説明図であ
る。
る。
１ 撓み噛み合い式歯車装置 １ａ 中心軸線 ２ 内歯歯車 ２１ 内歯 ３ 外歯歯車 ３１ 外歯 ３２ 胴部 ３３ ダイヤフラム ６ 第１のトルク検出器 ６１、６２ トルク検出素子 ７ 第２のトルク検出器 ７１、７２ トルク検出素子 ８ 第３のトルク検出器 ８１、８２ トルク検出素子 ９ 第４のトルク検出器 ９１、９２ トルク検出素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 稔 鹿児島県鹿児島市西伊敷７丁目21−４−31
Claims (10)
- 【請求項１】 環状の剛性内歯歯車と、この内側に配置
されて前記剛性内歯歯車の内歯に噛み合い可能な外歯が
外周面に形成されている環状の可撓性外歯歯車と、この
可撓性外歯歯車の内側にはめ込まれて当該可撓性外歯歯
車を半径方向に撓めて前記外歯を前記内歯に対して直径
方向の２か所で噛み合わせた状態に保持すると共に当該
噛み合わせ位置を円周方向に移動させる波動発生器とを
有する撓み噛み合い式歯車装置において、 前記可撓性外歯歯車の前記外歯が形成されている以外の
外面および内面のうちの少なくとも一方の面に対して、
当該可撓性外歯歯車の中心軸線の回りに９０度の角度間
隔に配置された一対のトルク検出素子を備えた第１のト
ルク検出手段と、同じく当該可撓性外歯歯車の中心軸線
の回りに９０度の角度間隔に配置された一対のトルク検
出素子を備えた第２のトルク検出手段とを有し、 前記第２のトルク検出手段は、前記第１のトルク検出手
段に対して前記中心軸線の回りに（ｋ×４５°）（ｋは
奇数）の角度だけ回転した位置に配置されており、 これら第１および第２のトルク検出手段の検出出力を合
成することにより得られる合成出力に基づき前記撓み噛
み合い式歯車装置の伝達トルクを検出することを特徴と
する撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機構。 - 【請求項２】 請求項１において、前記第２のトルク検
出手段は、前記第１のトルク検出手段に対して、前記中
心軸線の回りに、９０°から２７０°までの範囲内の角
度だけ回転した位置に配置されていることを特徴とする
撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機構。 - 【請求項３】 請求項１において、更に、前記可撓性外
歯歯車の前記外歯が形成されている以外の外面および内
面のうちの少なくとも一方の面に対して、当該可撓性外
歯歯車の中心軸線の回りに９０度の角度間隔に配置され
た一対のトルク検出素子を備えた第３のトルク検出手段
と、同じく当該可撓性外歯歯車の中心軸線の回りに９０
度の角度間隔に配置された一対のトルク検出素子を備え
た第４のトルク検出手段とを有し、 前記第２のトルク検出手段は、前記第１のトルク検出手
段に対して前記中心軸線の回りに４５°回転した位置に
配置され、 前記第３および第４のトルク検出手段は、前記第１のト
ルク検出手段に対して前記中心軸線の回りに、それぞ
れ、１８０°および２２５°回転した位置に配置されて
いることを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置のトルク
検出機構。 - 【請求項４】 請求項１において、更に、前記可撓性外
歯歯車の前記外歯が形成されている以外の外面および内
面のうちの少なくとも一方の面に対して、当該可撓性外
歯歯車の中心軸線の回りに９０度の角度間隔に配置され
た一対のトルク検出素子を備えた第３のトルク検出手段
と、同じく当該可撓性外歯歯車の中心軸線の回りに９０
度の角度間隔に配置された一対のトルク検出素子を備え
た第４のトルク検出手段とを有し、 前記第２、第３および第４のトルク検出手段は、前記第
１のトルク検出手段に対して前記中心軸線の回りに、そ
れぞれ、２２．５°、４５°および６７．５°回転した
位置に配置されていることを特徴とする撓み噛み合い式
歯車装置のトルク検出機構。 - 【請求項５】 請求項１において、更に、前記可撓性外
歯歯車の前記外歯が形成されている以外の外面および内
面のうちの少なくとも一方の面に対して、当該可撓性外
歯歯車の中心軸線の回りに９０度の角度間隔に配置され
た一対のトルク検出素子を備えた第３のトルク検出手段
と、同じく当該可撓性外歯歯車の中心軸線の回りに９０
度の角度間隔に配置された一対のトルク検出素子を備え
た第４のトルク検出手段とを有し、 前記第３および第４のトルク検出手段は、前記第１およ
び第２のトルク検出手段に対して、前記中心軸線の回り
に、９０°回転した位置に配置されていることを特徴と
する撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機構。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のうちの何れかの項に
おいて、前記可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部と、この
胴部の一端側を封鎖している円板状のダイヤフラムと、
このダイヤフラム部の中心に一体形成されている厚肉の
ボスと、前記胴部の開口端側の外周面に形成された前記
外歯とを備えたカップ状の可撓性外歯歯車であることを
特徴とする撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機構。 - 【請求項７】 請求項６において、前記トルク検出手段
は、前記胴部および前記ダイヤフラム部のうちの少なく
とも一方の側に配置されていることを特徴とする撓み噛
み合い式歯車装置のトルク検出機構。 - 【請求項８】 請求項１ないし５のうちの何れかの項に
おいて、前記トルク検出手段は、歪ゲージ式トルク検出
器、磁歪式トルク検出器、光学式トルク検出器、超音波
式トルク検出器のうちの少なくとも何れか一つであるこ
とを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機
構。 - 【請求項９】 請求項１ないし５のうちの何れかの項に
おいて、前記可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部と、この
胴部の一端から半径方向の外方に広がっている環状のダ
イヤフラムと、このダイヤフラムの外周縁に連続してい
る厚肉の環状のボスと、前記胴部の他端側の外周面に形
成された前記外歯とを備えたシルクハット状の可撓性外
歯歯車であることを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置
のトルク検出機構。 - 【請求項１０】 請求項９において、前記トルク検出手
段は、前記胴部および前記ダイヤフラム部のうちの少な
くとも一方の側に配置されていることを特徴とする撓み
噛み合い式歯車装置のトルク検出機構。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP17342096A JP3644558B2 (ja) | 1995-11-02 | 1996-07-03 | 撓み噛み合い式歯車装置のトルク検出機構 |
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ID=27323781
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