JPH11183277A - トルク計 - Google Patents
トルク計Info
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- JPH11183277A JPH11183277A JP34985197A JP34985197A JPH11183277A JP H11183277 A JPH11183277 A JP H11183277A JP 34985197 A JP34985197 A JP 34985197A JP 34985197 A JP34985197 A JP 34985197A JP H11183277 A JPH11183277 A JP H11183277A
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- JP
- Japan
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- torque
- hole
- elastic body
- plate
- torque meter
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 駆動機の出力軸の負荷されるトルクを測定す
るトルク計をスペースを取らず簡単に設置できるように
する。 【解決手段】固定ベース９に固定される取付脚７，８を
有する電動機５、減速機等の回転駆動機の駆動トルクを
検出するものであって、取付脚７，８の底面と固定ベー
スと取付固定面の間に板状弾性体１１を装着し、その側
面より穴１５，１６を形成して、穴の上下両外側に薄肉
部１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂを形成すると共に、
穴の内面に複数の歪ゲージＳＧを接着し、これら歪ゲー
ジを接続してホィートストンブリッシ回路を形成し、ホ
ィートストンブリッジ回路の出力から駆動機の出力軸に
作用する駆動トルクの反力を検出することにより、駆動
トルクを検出する。
るトルク計をスペースを取らず簡単に設置できるように
する。 【解決手段】固定ベース９に固定される取付脚７，８を
有する電動機５、減速機等の回転駆動機の駆動トルクを
検出するものであって、取付脚７，８の底面と固定ベー
スと取付固定面の間に板状弾性体１１を装着し、その側
面より穴１５，１６を形成して、穴の上下両外側に薄肉
部１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂを形成すると共に、
穴の内面に複数の歪ゲージＳＧを接着し、これら歪ゲー
ジを接続してホィートストンブリッシ回路を形成し、ホ
ィートストンブリッジ回路の出力から駆動機の出力軸に
作用する駆動トルクの反力を検出することにより、駆動
トルクを検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はトルク計に関し、特
に、取付脚を有する電動機や減速機に簡単に取り付けら
れ、駆動トルクを測定するものである。
に、取付脚を有する電動機や減速機に簡単に取り付けら
れ、駆動トルクを測定するものである。
【０００２】
【従来の技術】回転駆動力によって駆動される機器の数
は非常に多く、これらの機器の制御や状態監視におい
て、駆動トルクの測定は重要である。現在、種々のトル
ク計が提供されているが、その中で、歪ゲージを用いた
トルク計の多くは、図１６（Ａ）（Ｂ）に示すように、
回転駆動装置１のトルク伝達軸２の途中に、歪ゲージ３
を接着した軸状弾性体４を連結したトルク計１００を介
設し、伝達トルクによって生じる歪を検出する方法を採
用している。
は非常に多く、これらの機器の制御や状態監視におい
て、駆動トルクの測定は重要である。現在、種々のトル
ク計が提供されているが、その中で、歪ゲージを用いた
トルク計の多くは、図１６（Ａ）（Ｂ）に示すように、
回転駆動装置１のトルク伝達軸２の途中に、歪ゲージ３
を接着した軸状弾性体４を連結したトルク計１００を介
設し、伝達トルクによって生じる歪を検出する方法を採
用している。
【０００３】上記構成の回転軸のトルクを直接検出する
トルク計は、回転軸にカップリングを介して軸状弾性体
４を連結するため、軸方向に十分なスペースを必要と
し、組み込みが困難な場合もある。また、カップリング
による取付は、正確な芯出し作業が必要であるが、該芯
出し作業が容易でなく、しかも、この調整が不良の場
合、振動発生の原因となり、機器本体に重大な影響を及
ぼすことになる。
トルク計は、回転軸にカップリングを介して軸状弾性体
４を連結するため、軸方向に十分なスペースを必要と
し、組み込みが困難な場合もある。また、カップリング
による取付は、正確な芯出し作業が必要であるが、該芯
出し作業が容易でなく、しかも、この調整が不良の場
合、振動発生の原因となり、機器本体に重大な影響を及
ぼすことになる。
【０００４】また、この種のトルク計では適度な出力を
得るために、トルクの負荷により、軸状弾性体に、ある
程度のねじれを生じさせる必要があるため、ねじれ剛性
を低下させている。しかしながら、ねじれ剛性を低下さ
せると、回転系の軸の危険速度が低下し、高速回転の場
合、振動が発生しやすくなる欠点がある。さらに、回転
軸から信号を取り出すためのスリップリング等の接触式
または非接触式の信号伝達手段が必要となるが、これら
信号伝達手段は高価であり、しかも、回転軸に取り付け
て回転させる点から、耐久性、信頼性の点で難点があっ
た。
得るために、トルクの負荷により、軸状弾性体に、ある
程度のねじれを生じさせる必要があるため、ねじれ剛性
を低下させている。しかしながら、ねじれ剛性を低下さ
せると、回転系の軸の危険速度が低下し、高速回転の場
合、振動が発生しやすくなる欠点がある。さらに、回転
軸から信号を取り出すためのスリップリング等の接触式
または非接触式の信号伝達手段が必要となるが、これら
信号伝達手段は高価であり、しかも、回転軸に取り付け
て回転させる点から、耐久性、信頼性の点で難点があっ
た。
【０００５】上記した回転軸のトルクを直接検出するの
ではなく、電動機等の駆動機器のハウジングを介して駆
動トルクの反力である拘束トルクを測定する方法が提案
されている（特開昭６１−３３８９２号公報、特開昭６
２−１１２０２３号公報）。
ではなく、電動機等の駆動機器のハウジングを介して駆
動トルクの反力である拘束トルクを測定する方法が提案
されている（特開昭６１−３３８９２号公報、特開昭６
２−１１２０２３号公報）。
【０００６】しかしながら、これらはいずれも拘束トル
クを得るために、電動機のケーシングに追加工を施した
り、特別の金具が必要で、取付が容易でなく汎用的なト
ルク計としては難点があった。
クを得るために、電動機のケーシングに追加工を施した
り、特別の金具が必要で、取付が容易でなく汎用的なト
ルク計としては難点があった。
【０００７】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
もので、電動機や減速機等の回転駆動機器にトルク計を
取り付けるための特別な加工を施す必要がなく、取付が
容易で、しかも各タイプの回転駆動機器に適用できるト
ルク計を提供することを課題としている。
もので、電動機や減速機等の回転駆動機器にトルク計を
取り付けるための特別な加工を施す必要がなく、取付が
容易で、しかも各タイプの回転駆動機器に適用できるト
ルク計を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項１で、固定ベースに固定される取
付脚を有する電動機、減速機等の回転駆動機の駆動トル
クを検出するものであって、上記取付脚の底面と固定ベ
ースと取付固定面の間に板状弾性体を装着し、該板状弾
性体に、その側面より穴を形成して、該穴の上下両外側
に薄肉部を形成すると共に、上記穴の内面に複数の歪ゲ
ージを接着し、これら歪ゲージを接続してホィートスト
ンブリッシ回路を形成し、該ホィートストンブリッジ回
路の出力から上記駆動機の出力軸に作用する駆動トルク
の反力を検出することにより、駆動トルクを検出する構
成としていることを特徴とするトルク計を提供してい
る。
め、本発明は、請求項１で、固定ベースに固定される取
付脚を有する電動機、減速機等の回転駆動機の駆動トル
クを検出するものであって、上記取付脚の底面と固定ベ
ースと取付固定面の間に板状弾性体を装着し、該板状弾
性体に、その側面より穴を形成して、該穴の上下両外側
に薄肉部を形成すると共に、上記穴の内面に複数の歪ゲ
ージを接着し、これら歪ゲージを接続してホィートスト
ンブリッシ回路を形成し、該ホィートストンブリッジ回
路の出力から上記駆動機の出力軸に作用する駆動トルク
の反力を検出することにより、駆動トルクを検出する構
成としていることを特徴とするトルク計を提供してい
る。
【０００９】上記のように、電動機や減速機等の回転駆
動機の取付脚と固定ベースの間に、板状弾性体に形成し
た穴内に歪ゲージを接着した構成のトルク検出センサー
を介設すると、取付脚を介して駆動トルクの反力を検出
でき、間接的に駆動トルクを測定することができる。即
ち、駆動トルクをＴ、取付脚を介した反力をＲ、取付脚
の間隔をＬとすると、モーメントの釣り合いより、Ｔ＝
Ｒ×Ｌの関係があり、Ｌが一定であればＲを測定するこ
とにより、駆動トルクＴを計測することができる。
動機の取付脚と固定ベースの間に、板状弾性体に形成し
た穴内に歪ゲージを接着した構成のトルク検出センサー
を介設すると、取付脚を介して駆動トルクの反力を検出
でき、間接的に駆動トルクを測定することができる。即
ち、駆動トルクをＴ、取付脚を介した反力をＲ、取付脚
の間隔をＬとすると、モーメントの釣り合いより、Ｔ＝
Ｒ×Ｌの関係があり、Ｌが一定であればＲを測定するこ
とにより、駆動トルクＴを計測することができる。
【００１０】このように、回転駆動機の取付脚と固定ベ
ースの間に、トルク計の板状弾性体を介在させるだけで
よいため、回転駆動機には特別の加工を施す必要はな
く、例えば、取付脚に形成されている取付穴を利用する
ことにより、容易にトルク計を装着することができる。
また、従来のトルク計は回転軸の捩れによる歪みでトル
クを測定しているが、本発明では回転駆動機のハウジン
グに発生する反力で取付脚付近で歪を発生させるため、
ねじれ角の小さい、従って剛性の高いトルク計とするこ
とができる。
ースの間に、トルク計の板状弾性体を介在させるだけで
よいため、回転駆動機には特別の加工を施す必要はな
く、例えば、取付脚に形成されている取付穴を利用する
ことにより、容易にトルク計を装着することができる。
また、従来のトルク計は回転軸の捩れによる歪みでトル
クを測定しているが、本発明では回転駆動機のハウジン
グに発生する反力で取付脚付近で歪を発生させるため、
ねじれ角の小さい、従って剛性の高いトルク計とするこ
とができる。
【００１１】具体的には、上記板状弾性体の上下面を平
行にすると共に、両側端部に上記取付脚の底面と接続す
る上面固定部を突設し、上記取付脚に形成されている取
付穴よりボルトを挿入して取付脚と板状弾性体の両端と
を固定する一方、中央部に上記固定ベースの取付固定面
と接合する下面固定部を突設し、板状弾性体の中央部を
固定ベースにボルトにより固定し、かつ、上記両端の上
面固定部と中央の下面固定部との間にそれぞれ上記穴を
形成して、上面固定部と下面固定部とを連結する上記薄
肉部を形成し、上記一対の両側の穴に夫々上記歪ゲージ
を接着してホィートストンブリッジ回路を形成し、これ
ら一対のホィートストンブリッジ回路を接続して、該回
路の出力から上記駆動機の出力軸に作用する駆動トルク
の反力を検出することにより、駆動トルクを検出する構
成としている。
行にすると共に、両側端部に上記取付脚の底面と接続す
る上面固定部を突設し、上記取付脚に形成されている取
付穴よりボルトを挿入して取付脚と板状弾性体の両端と
を固定する一方、中央部に上記固定ベースの取付固定面
と接合する下面固定部を突設し、板状弾性体の中央部を
固定ベースにボルトにより固定し、かつ、上記両端の上
面固定部と中央の下面固定部との間にそれぞれ上記穴を
形成して、上面固定部と下面固定部とを連結する上記薄
肉部を形成し、上記一対の両側の穴に夫々上記歪ゲージ
を接着してホィートストンブリッジ回路を形成し、これ
ら一対のホィートストンブリッジ回路を接続して、該回
路の出力から上記駆動機の出力軸に作用する駆動トルク
の反力を検出することにより、駆動トルクを検出する構
成としている。
【００１２】上記のように板状弾性体の両側端部に上面
固定部を突設する一方、中央部に下面固定部を突設し、
取付脚と固定する両側端部は固定ベースと固定せず、空
隙をあけて変形しやすくしているため、駆動機の出力軸
の駆動トルクに応じて、両側端部と中央部との間に設け
た穴およびその外周の薄肉部は容易に歪み、回転軸に作
用する駆動トルクが小さい場合にも適度な出力を発生さ
せることができる。
固定部を突設する一方、中央部に下面固定部を突設し、
取付脚と固定する両側端部は固定ベースと固定せず、空
隙をあけて変形しやすくしているため、駆動機の出力軸
の駆動トルクに応じて、両側端部と中央部との間に設け
た穴およびその外周の薄肉部は容易に歪み、回転軸に作
用する駆動トルクが小さい場合にも適度な出力を発生さ
せることができる。
【００１３】上記板状弾性体に設ける穴には歪ゲージを
接着固定した後に、封止剤を充填して密封構造としてい
る。本発明のトルク計は、静止したハウジングの取付脚
と固定ベースの間に取り付けているため、歪ゲージを接
着する穴も静止しており、よって、該穴に樹脂等からな
る封止剤を充填するだけで、容易に密封構造とすること
ができ、耐久性および耐環境性に優れたトルク計とする
ことができる。なお、金属ダイヤフラムを側面の開口に
取り付けて密封構造としてもよい。
接着固定した後に、封止剤を充填して密封構造としてい
る。本発明のトルク計は、静止したハウジングの取付脚
と固定ベースの間に取り付けているため、歪ゲージを接
着する穴も静止しており、よって、該穴に樹脂等からな
る封止剤を充填するだけで、容易に密封構造とすること
ができ、耐久性および耐環境性に優れたトルク計とする
ことができる。なお、金属ダイヤフラムを側面の開口に
取り付けて密封構造としてもよい。
【００１４】上記板状弾性体に設ける穴は、両側面に開
口する貫通穴あるいは両側面より凹設した有底穴とし、
これら穴の上下内面に上記歪ゲージを接着してホィート
ストンブリッジ回路を形成している。
口する貫通穴あるいは両側面より凹設した有底穴とし、
これら穴の上下内面に上記歪ゲージを接着してホィート
ストンブリッジ回路を形成している。
【００１５】上記トルク検出センサーを構成する板状弾
性体に設ける上記穴の内面は上下面を平面とし、この上
下平面にそれぞれ一対の歪ゲージを接着し、１つの穴に
合計４つの歪ゲージを接着し、これら歪ゲージを接続し
て、上記ホィートストンブリッジ回路を形成している。
該構成とすることにより、穴の上下の薄肉部に発生する
引張方向と圧縮方向の歪みを、穴内面の上下面に接着し
た歪ゲージで検出している。
性体に設ける上記穴の内面は上下面を平面とし、この上
下平面にそれぞれ一対の歪ゲージを接着し、１つの穴に
合計４つの歪ゲージを接着し、これら歪ゲージを接続し
て、上記ホィートストンブリッジ回路を形成している。
該構成とすることにより、穴の上下の薄肉部に発生する
引張方向と圧縮方向の歪みを、穴内面の上下面に接着し
た歪ゲージで検出している。
【００１６】また、上記板状弾性体に側面より凹設した
上記穴の平底面に複数の歪ゲージを剪断歪を検出するよ
うに取り付けてもよい。
上記穴の平底面に複数の歪ゲージを剪断歪を検出するよ
うに取り付けてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。図１乃至図５は第１実施形態
を示し、電動機５のハウジング６の底面には左右一対の
取付脚７、８が突設されており、これら取付脚７、８の
底面７ａ、８ａと、固定ベース９の上面９ａとの間に、
トルク計１０を介設している。
参照して詳細に説明する。図１乃至図５は第１実施形態
を示し、電動機５のハウジング６の底面には左右一対の
取付脚７、８が突設されており、これら取付脚７、８の
底面７ａ、８ａと、固定ベース９の上面９ａとの間に、
トルク計１０を介設している。
【００１８】上記トルク計１０は鉄、アルミ等の金属製
の板状弾性体１１を備え、該板状弾性体１１の所要の肉
厚を有する長方形状の平板からなり、その上下面１１ａ
と１１ｂとは平行である。上記上面１１ａの左右両側に
段状に突出した上面固定部１１ｃ、１１ｄを設け、か
つ、これら上面固定部１１ｃ、１１ｄに、上面からボル
ト穴１１ｅ、１１ｆを垂設している。上面固定部１１
ｃ、１１ｄの上面は取付脚の底面７ａ、８ａを接合し、
取付脚７、８に設けられている取付穴７ｂ、８ｂよりボ
ルト１２、１２を挿入して、取付脚７、８に板状弾性体
１１の左右両端部を締め付け固定している。
の板状弾性体１１を備え、該板状弾性体１１の所要の肉
厚を有する長方形状の平板からなり、その上下面１１ａ
と１１ｂとは平行である。上記上面１１ａの左右両側に
段状に突出した上面固定部１１ｃ、１１ｄを設け、か
つ、これら上面固定部１１ｃ、１１ｄに、上面からボル
ト穴１１ｅ、１１ｆを垂設している。上面固定部１１
ｃ、１１ｄの上面は取付脚の底面７ａ、８ａを接合し、
取付脚７、８に設けられている取付穴７ｂ、８ｂよりボ
ルト１２、１２を挿入して、取付脚７、８に板状弾性体
１１の左右両端部を締め付け固定している。
【００１９】また、板状弾性体１１の下面１１ｂの中央
部に段状に突出した下面固定部１１ｇを設け、上記固定
ベース９の上面９ａに接合させるようにしている。この
下面固定部１１ｂを設けた部分には、その４隅にボルト
穴１１ｈ〜１１ｋを設け、これらボルト穴１１ｈ〜１１
ｋにボルト１３を挿入し、固定ベース９に設けたボルト
穴９ｂに締め付け固定している。
部に段状に突出した下面固定部１１ｇを設け、上記固定
ベース９の上面９ａに接合させるようにしている。この
下面固定部１１ｂを設けた部分には、その４隅にボルト
穴１１ｈ〜１１ｋを設け、これらボルト穴１１ｈ〜１１
ｋにボルト１３を挿入し、固定ベース９に設けたボルト
穴９ｂに締め付け固定している。
【００２０】上記のように、板状弾性体１１を電動機５
の取付脚７、８と固定ベース９の間に介設することによ
り、板状弾性体１１の取付脚７、８と固定した両側部の
下端は固定ベース９の上面９ａとの間に隙間Ｃ１を空け
ていると共に、固定ベース９と固定した板状弾性体１１
の中央部とハウジング６の底面との間にも隙間Ｃ２をあ
けている。
の取付脚７、８と固定ベース９の間に介設することによ
り、板状弾性体１１の取付脚７、８と固定した両側部の
下端は固定ベース９の上面９ａとの間に隙間Ｃ１を空け
ていると共に、固定ベース９と固定した板状弾性体１１
の中央部とハウジング６の底面との間にも隙間Ｃ２をあ
けている。
【００２１】上記上面固定部１１ｃと下部固定面１１ｇ
の間、および上面固定部１１ｄと下面固定面１１ｇの間
に、板状弾性体１１の前後両側面１１ｍ、１１ｎに開口
した水平方向の穴１５、１６を設けている。これら穴１
５、１６を設けることにより、これら穴の上下に薄肉部
１９ａ，１９ｂ、２０ａ，２０ｂを形成している。
の間、および上面固定部１１ｄと下面固定面１１ｇの間
に、板状弾性体１１の前後両側面１１ｍ、１１ｎに開口
した水平方向の穴１５、１６を設けている。これら穴１
５、１６を設けることにより、これら穴の上下に薄肉部
１９ａ，１９ｂ、２０ａ，２０ｂを形成している。
【００２２】さらに、板状弾性体１１の幅方向の中央部
に上下に貫通した垂直方向の穴２３、２４を形成し、中
央部において上記水平方向の貫通穴１５、１６と連通さ
せている。該構成とすることにより穴１５、１６の前後
両側において穴１５、１６の上下薄肉部１９ａ〜２０ｂ
を歪み易くしている。
に上下に貫通した垂直方向の穴２３、２４を形成し、中
央部において上記水平方向の貫通穴１５、１６と連通さ
せている。該構成とすることにより穴１５、１６の前後
両側において穴１５、１６の上下薄肉部１９ａ〜２０ｂ
を歪み易くしている。
【００２３】上記各穴１５、１６は上下内面を平面形状
とし、これら穴１５、１６の各前後両面側の上下内面
に、夫々間隔をあけて２個で、合計４個の歪ゲージ（ス
トレインゲージ）ＳＧを接着固定している。即ち、穴１
５に前面側に歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ４、穴１６の前面側
に歪ゲージＳＧ５〜ＳＧ８、穴１５の後面側に歪ゲージ
ＳＧ１’〜ＳＧ４’、穴１６の後面側に歪ゲージＳＧ
５’〜ＳＧ８’を接着している。
とし、これら穴１５、１６の各前後両面側の上下内面
に、夫々間隔をあけて２個で、合計４個の歪ゲージ（ス
トレインゲージ）ＳＧを接着固定している。即ち、穴１
５に前面側に歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ４、穴１６の前面側
に歪ゲージＳＧ５〜ＳＧ８、穴１５の後面側に歪ゲージ
ＳＧ１’〜ＳＧ４’、穴１６の後面側に歪ゲージＳＧ
５’〜ＳＧ８’を接着している。
【００２４】穴１５、１６の前面側に接着した歪ゲージ
ＳＧ１〜ＳＧ８を図４に示すように接続し、かつ、穴１
５、１６の後面側に接着した歪ゲージＳＧ１’〜ＳＧ
８’も図４に示すように接続し、ダブル回路からなるホ
ィートストンブリッジ回路３０を形成している。上記穴
１５、１６の同一周上に接着した歪ゲージの接続は穴の
内周面にワイヤを配線して接続し、異なる穴に接着した
歪ゲージと板状弾性体１１内に形成した穴にワイヤを通
して接続している。また、上記ホィートストンブリッジ
回路３０の４本の出力線２５ａ〜２５ｂを板状弾性体１
１より引き出して検出器２６と接続している。
ＳＧ１〜ＳＧ８を図４に示すように接続し、かつ、穴１
５、１６の後面側に接着した歪ゲージＳＧ１’〜ＳＧ
８’も図４に示すように接続し、ダブル回路からなるホ
ィートストンブリッジ回路３０を形成している。上記穴
１５、１６の同一周上に接着した歪ゲージの接続は穴の
内周面にワイヤを配線して接続し、異なる穴に接着した
歪ゲージと板状弾性体１１内に形成した穴にワイヤを通
して接続している。また、上記ホィートストンブリッジ
回路３０の４本の出力線２５ａ〜２５ｂを板状弾性体１
１より引き出して検出器２６と接続している。
【００２５】上記歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８、ＳＧ１’〜
ＳＧ８’とは、ホィートストンブリッジ回路の４辺の対
向辺に、伸長圧縮条件が同一となる歪ゲージを組み込ん
でいる。即ち、上記前面側の歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８
は、図５に示すように、電動機５の回転出力軸５０の反
時計回りの回転により取付脚７側に負荷が作用した時、
反力により、歪ゲージＳＧ１、ＳＧ４、ＳＧ５、ＳＧ８
に引張方向の歪が発生する一方、歪ゲージＳＧ２、ＳＧ
３、ＳＧ６、ＳＧ７に圧縮方向の歪が発生する。後面側
の歪ゲージＳＧ１’〜ＳＧ８’にも同様の方向に歪みが
発生する。
ＳＧ８’とは、ホィートストンブリッジ回路の４辺の対
向辺に、伸長圧縮条件が同一となる歪ゲージを組み込ん
でいる。即ち、上記前面側の歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８
は、図５に示すように、電動機５の回転出力軸５０の反
時計回りの回転により取付脚７側に負荷が作用した時、
反力により、歪ゲージＳＧ１、ＳＧ４、ＳＧ５、ＳＧ８
に引張方向の歪が発生する一方、歪ゲージＳＧ２、ＳＧ
３、ＳＧ６、ＳＧ７に圧縮方向の歪が発生する。後面側
の歪ゲージＳＧ１’〜ＳＧ８’にも同様の方向に歪みが
発生する。
【００２６】よって、まず、ホィートストンブリッジ回
路３０の辺３０ａに穴１５、１６の前面側の歪ゲージＳ
Ｇ１とＳＧ４、辺３０ａと対向する辺３０ｂに歪ゲージ
ＳＧ５とＳＧ８とを直列に接続する一方、辺３０ｃに歪
ゲージＳＧ２とＳＧ３、辺３０ｃと対向する辺３０ｄに
ＳＧ６とＳＧ７とを直列に接続している。歪ゲージＳＧ
１’〜ＳＧ８’についても同様に図４に示す回路に接続
している。
路３０の辺３０ａに穴１５、１６の前面側の歪ゲージＳ
Ｇ１とＳＧ４、辺３０ａと対向する辺３０ｂに歪ゲージ
ＳＧ５とＳＧ８とを直列に接続する一方、辺３０ｃに歪
ゲージＳＧ２とＳＧ３、辺３０ｃと対向する辺３０ｄに
ＳＧ６とＳＧ７とを直列に接続している。歪ゲージＳＧ
１’〜ＳＧ８’についても同様に図４に示す回路に接続
している。
【００２７】上記ホィートストンブリッジ回路３０を用
いると、その出力電圧より回転出力軸５０に作用する駆
動トルクの反力を検出器２６で検出し、該検出値より前
記したＴ（駆動トルク）＝Ｒ（反力）×Ｌ（取付脚７と
８の間の長さ）より駆動トルクＴを計測することができ
る。
いると、その出力電圧より回転出力軸５０に作用する駆
動トルクの反力を検出器２６で検出し、該検出値より前
記したＴ（駆動トルク）＝Ｒ（反力）×Ｌ（取付脚７と
８の間の長さ）より駆動トルクＴを計測することができ
る。
【００２８】上記歪ゲージＳＧを取り付けた穴１５、１
６の内部に樹脂からなる封止剤２７を充填して密封構造
としている。
６の内部に樹脂からなる封止剤２７を充填して密封構造
としている。
【００２９】上記のように歪ゲージＳＧを板状弾性体１
１に取り付けたトルク計１０を電動機５の取付脚７、８
と固定ベース９との間に介設すると、上記したように、
電動機５の回転出力軸５０が回転駆動して取付脚７、８
がトルクを受けた場合、反力により板状弾性体１１の穴
１５、１６の上下薄肉部に歪が発生する。この歪により
穴１５、１６内の歪ゲージＳＧに前述したように、圧縮
方向の歪みと引張方向の歪みが発生し、これら歪ゲージ
を接続して形成したホィートストンブリッジ回路３０の
出力は上記反力と比例したものとなり、それに基づいて
検出器２６で駆動トルクを計測している。
１に取り付けたトルク計１０を電動機５の取付脚７、８
と固定ベース９との間に介設すると、上記したように、
電動機５の回転出力軸５０が回転駆動して取付脚７、８
がトルクを受けた場合、反力により板状弾性体１１の穴
１５、１６の上下薄肉部に歪が発生する。この歪により
穴１５、１６内の歪ゲージＳＧに前述したように、圧縮
方向の歪みと引張方向の歪みが発生し、これら歪ゲージ
を接続して形成したホィートストンブリッジ回路３０の
出力は上記反力と比例したものとなり、それに基づいて
検出器２６で駆動トルクを計測している。
【００３０】即ち、駆動トルクをＴ、取付脚を介した反
力をＲ、取付脚の間隔をＬとすると、モーメントの釣り
合いより、Ｔ＝Ｒ×Ｌの関係があり、Ｌが一定であれば
Ｒを測定することにより、駆動トルクＴを計測すること
ができる。よって、取付脚７と８の間の寸法が長く、Ｌ
が大きな場合には、ねじれ角度θが小さく、反力Ｒが小
さくても、検出する駆動トルクＴを大きくすることがで
きる。言い換えれば、ねじれ角を小さくしても駆動トル
クを検出することができるため、トルク計１０の剛性を
高めることができる。
力をＲ、取付脚の間隔をＬとすると、モーメントの釣り
合いより、Ｔ＝Ｒ×Ｌの関係があり、Ｌが一定であれば
Ｒを測定することにより、駆動トルクＴを計測すること
ができる。よって、取付脚７と８の間の寸法が長く、Ｌ
が大きな場合には、ねじれ角度θが小さく、反力Ｒが小
さくても、検出する駆動トルクＴを大きくすることがで
きる。言い換えれば、ねじれ角を小さくしても駆動トル
クを検出することができるため、トルク計１０の剛性を
高めることができる。
【００３１】図６乃至図８は第２実施形態を示し、上記
第１実施形態とは歪の検出方法を相違させている。即
ち、第１実施形態では、引張方向と圧縮方向の歪を薄肉
部に発生させ、これを歪ゲージで検出していたが、第２
実施形態では、トルク計１０の板状弾性体１１の前面側
に開口した有底穴１５’、１６’を凹設すると共に、後
面側に開口した有底穴１７’、１８’を凹設し、これら
有底穴１５’〜１８’の平坦な底面１５ａ’〜１８ａ’
に歪ゲージＳＧを接着し、穴底面に発生する剪断歪を検
出している。
第１実施形態とは歪の検出方法を相違させている。即
ち、第１実施形態では、引張方向と圧縮方向の歪を薄肉
部に発生させ、これを歪ゲージで検出していたが、第２
実施形態では、トルク計１０の板状弾性体１１の前面側
に開口した有底穴１５’、１６’を凹設すると共に、後
面側に開口した有底穴１７’、１８’を凹設し、これら
有底穴１５’〜１８’の平坦な底面１５ａ’〜１８ａ’
に歪ゲージＳＧを接着し、穴底面に発生する剪断歪を検
出している。
【００３２】即ち、前面側の一方の有底穴１５’の平底
面１５ａ’には一対の歪ゲージＳＧ１０とＳＧ１１とを
接着すると共に、他方の有底穴１６’の平底面１６ａ’
に歪ゲージＳＧ１２とＳＧ１３とを接着している。ま
た、後面側の一方の有底穴１７’の平底面１７ａ’に歪
ゲージＳＧ１４とＳＧ１５とを接着すると共に他方の有
底穴１８’の底面１８ａ’に歪ゲージＳＧ１６とＳＧ１
７を接着している。
面１５ａ’には一対の歪ゲージＳＧ１０とＳＧ１１とを
接着すると共に、他方の有底穴１６’の平底面１６ａ’
に歪ゲージＳＧ１２とＳＧ１３とを接着している。ま
た、後面側の一方の有底穴１７’の平底面１７ａ’に歪
ゲージＳＧ１４とＳＧ１５とを接着すると共に他方の有
底穴１８’の底面１８ａ’に歪ゲージＳＧ１６とＳＧ１
７を接着している。
【００３３】上記歪ゲージＳＧ１０〜ＳＧ１７は図８に
示すように接続してホィートストンブリッジ回路３０’
を形成し、該ホィートストンブリッジ回路３０’の出力
線を検出器２６に接続している。上記ホィートストンブ
リッジ回路３０’の出力電圧は穴底面に作用する剪断力
（駆動トルクの反力）に比例したものとなり、よって、
剪断力より駆動トルクを計測することができる。
示すように接続してホィートストンブリッジ回路３０’
を形成し、該ホィートストンブリッジ回路３０’の出力
線を検出器２６に接続している。上記ホィートストンブ
リッジ回路３０’の出力電圧は穴底面に作用する剪断力
（駆動トルクの反力）に比例したものとなり、よって、
剪断力より駆動トルクを計測することができる。
【００３４】図９（Ａ）（Ｂ）は第２実施形態の変形例
を示し、板状弾性体１１の幅が狭い場合の適用例を示
す。幅の広い板状弾性体１１を対象とする第２実施形態
では、板状弾性体１１の中央部に垂直方向の貫通穴２
３、２４を設けているが、幅の狭い変形例では、上記貫
通穴２３、２４を設けておらず、この点のみが相違す
る。
を示し、板状弾性体１１の幅が狭い場合の適用例を示
す。幅の広い板状弾性体１１を対象とする第２実施形態
では、板状弾性体１１の中央部に垂直方向の貫通穴２
３、２４を設けているが、幅の狭い変形例では、上記貫
通穴２３、２４を設けておらず、この点のみが相違す
る。
【００３５】図１０乃至図１２は第３実施形態を示し、
大型の電動機５の左右取付脚７、８と固定ベース９との
間に、前後一対にトルク計１０−１、１０−２を介設し
ている。上記トルク計１０−１は第１実施形態のトルク
計１０と略同様としているが、前後独立して設置するた
め、図１２に示すように板状弾性体１１の幅Ｄを狭くし
て、トルク計１０を小型化している。
大型の電動機５の左右取付脚７、８と固定ベース９との
間に、前後一対にトルク計１０−１、１０−２を介設し
ている。上記トルク計１０−１は第１実施形態のトルク
計１０と略同様としているが、前後独立して設置するた
め、図１２に示すように板状弾性体１１の幅Ｄを狭くし
て、トルク計１０を小型化している。
【００３６】上記各トルク計１０−１、１０−２に設け
る歪ゲージＳＧを取り付ける穴は前後方向に貫通した穴
とし、左側の上面固定部１１ｃと下面固定部１１ｇとの
間に前後方向の貫通穴３０を設けると共に、右側の上面
固定部１１ｄと下面固定部１１ｇの間に前後方向の貫通
穴３１を設けている。これら貫通穴３０、３１の長さ方
向の中央部の上下両面にそれぞれ歪みゲージＳＧ１〜Ｓ
Ｇ８を接着している。これら歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８を
接続してホィートストンブリッジ回路をを形成してい
る。該ホィートストンブリッジ回路は図４に示す第１実
施形態と同様である。なお、他の構成および作用は第１
実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省
略する。
る歪ゲージＳＧを取り付ける穴は前後方向に貫通した穴
とし、左側の上面固定部１１ｃと下面固定部１１ｇとの
間に前後方向の貫通穴３０を設けると共に、右側の上面
固定部１１ｄと下面固定部１１ｇの間に前後方向の貫通
穴３１を設けている。これら貫通穴３０、３１の長さ方
向の中央部の上下両面にそれぞれ歪みゲージＳＧ１〜Ｓ
Ｇ８を接着している。これら歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８を
接続してホィートストンブリッジ回路をを形成してい
る。該ホィートストンブリッジ回路は図４に示す第１実
施形態と同様である。なお、他の構成および作用は第１
実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省
略する。
【００３７】上記のように、大型の駆動装置に対して
は、第１実施形態のように大型のトルク計を取り付ける
よりも、第３実施形態のように小型のトルク計を分割し
て取り付けた方がコストを低下させることができると共
に、設置手数およびメンテナンス性も向上させることが
できる。
は、第１実施形態のように大型のトルク計を取り付ける
よりも、第３実施形態のように小型のトルク計を分割し
て取り付けた方がコストを低下させることができると共
に、設置手数およびメンテナンス性も向上させることが
できる。
【００３８】図１３乃至図１５図は第３実施形態の変形
例を示し、トルク計１０−１と１０−２の取付方向を第
３実施形態に対して９０度変えている。即ち、第３実施
形態では、トルク計１０−１を前面側で左右方向に配置
すると共に、トルク計１０−２を後面側で左右方向に配
置しているが、変形例ではトルク計１０−１、１０−２
を前後方向に配置して９０度方向を変換している。
例を示し、トルク計１０−１と１０−２の取付方向を第
３実施形態に対して９０度変えている。即ち、第３実施
形態では、トルク計１０−１を前面側で左右方向に配置
すると共に、トルク計１０−２を後面側で左右方向に配
置しているが、変形例ではトルク計１０−１、１０−２
を前後方向に配置して９０度方向を変換している。
【００３９】この変形例のように、回転出力軸５０の軸
線方向と平行に板状弾性体１１を配置した場合、反力に
応じた出力が得られるように、板状弾性体１１の穴１５
〜１８に取り付けた歪ゲージＳＧ１〜８、歪ゲージＳＧ
１’〜ＳＧ８’を図１５に示すように接続して、ホィー
トストンブリッジ回路３０を形成している。
線方向と平行に板状弾性体１１を配置した場合、反力に
応じた出力が得られるように、板状弾性体１１の穴１５
〜１８に取り付けた歪ゲージＳＧ１〜８、歪ゲージＳＧ
１’〜ＳＧ８’を図１５に示すように接続して、ホィー
トストンブリッジ回路３０を形成している。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
に係わるトルク計によれば、電動機や減速機等の駆動装
置の取付脚と、該駆動装置の固定ベースとの間にトルク
計を介設しているため、トルク計の設置スペースを特に
必要とせず、しかも、取付脚に通常設けられている取付
穴を利用してトルク計を取り付けるため、従来のこの種
の反力よりトルクを測定する場合に必要とされた追加加
工が不要で、簡単にトルク計を駆動装置に取り付けるこ
とができる。よって、従来の出力軸にトルク計を取り付
ける場合と比較してスペースロスがなくなると共に、従
来必要とされた芯出し作業を必要とせず、簡単に駆動装
置にトルク計を取り付けることができ、汎用性の高いト
ルク計とすることができる。
に係わるトルク計によれば、電動機や減速機等の駆動装
置の取付脚と、該駆動装置の固定ベースとの間にトルク
計を介設しているため、トルク計の設置スペースを特に
必要とせず、しかも、取付脚に通常設けられている取付
穴を利用してトルク計を取り付けるため、従来のこの種
の反力よりトルクを測定する場合に必要とされた追加加
工が不要で、簡単にトルク計を駆動装置に取り付けるこ
とができる。よって、従来の出力軸にトルク計を取り付
ける場合と比較してスペースロスがなくなると共に、従
来必要とされた芯出し作業を必要とせず、簡単に駆動装
置にトルク計を取り付けることができ、汎用性の高いト
ルク計とすることができる。
【００４１】また、トルク計を静止した取付脚と固定ベ
ースとの間に介設してトルクの検出を静止側で行うた
め、トルク計の寿命を延ばすことができ、耐久性および
信頼性に優れたものとなる。さらに、歪ゲージの取付部
分を容易に密封構造とすることができる。即ち、取付脚
と固定ベース間に介設するトルク計の板状弾性体に設け
た穴の内面に歪ゲージを接着した後、該穴に封止剤を充
填するだけで密封構造とすることができ、耐久性および
耐環境性に優れたトルク計とすることができる。
ースとの間に介設してトルクの検出を静止側で行うた
め、トルク計の寿命を延ばすことができ、耐久性および
信頼性に優れたものとなる。さらに、歪ゲージの取付部
分を容易に密封構造とすることができる。即ち、取付脚
と固定ベース間に介設するトルク計の板状弾性体に設け
た穴の内面に歪ゲージを接着した後、該穴に封止剤を充
填するだけで密封構造とすることができ、耐久性および
耐環境性に優れたトルク計とすることができる。
【００４２】また、従来のように回転軸のねじれによる
歪みでトルクを検出しているのではなく、トルクの作用
点の間（左右の取付脚間の寸法）が長い取付脚付近で歪
みを発生させるため、ねじれ角度を小さくしても出力電
圧を検出できる。そのため、ねじれ角度を小さくして、
剛性を高めることができる等の種々の利点を有するもの
である。
歪みでトルクを検出しているのではなく、トルクの作用
点の間（左右の取付脚間の寸法）が長い取付脚付近で歪
みを発生させるため、ねじれ角度を小さくしても出力電
圧を検出できる。そのため、ねじれ角度を小さくして、
剛性を高めることができる等の種々の利点を有するもの
である。
【図１】 本発明の第１実施形態の正面図である。
【図２】 図１の側面図である。
【図３】 第１実施形態のトルク計の平面図である。
【図４】 第１実施形態のトルク計のホィートストンブ
リッジ回路を示す図面である。
リッジ回路を示す図面である。
【図５】 （Ａ）（Ｂ）はトルク計の作用を示す正面図
である。
である。
【図６】 第２実施形態のトルク計の平面図である。
【図７】 図６の正面図である。
【図８】 第２実施形態のトルク計のホィートストンブ
リッジ回路を示す図面である。
リッジ回路を示す図面である。
【図９】 第２実施形態の変形例を示し、（Ａ）は要部
平面図、（Ｂ）は要部正面図である。
平面図、（Ｂ）は要部正面図である。
【図１０】 第３実施形態の正面図である。
【図１１】 図１０の側面図である。
【図１２】（Ａ）は第３実施形態のトルク計の要部平面
図、（Ｂ）は要部正面図である。
図、（Ｂ）は要部正面図である。
【図１３】 第３実施形態の変形例の正面図である。
【図１４】 図１５の側面図である。
【図１５】 上記変形例のトルク計のホィートストンブ
リッジ回路を示す図面である。
リッジ回路を示す図面である。
【図１６】 （Ａ）（Ｂ）は従来例を示す図面である。
５ 電動機 ７、８ 取付脚 ９ 固定ベース １０ トルク計 １１ 板状弾性体 １１ｃ、１１ｄ 上面固定部 １１ｇ 下面固定部 １２、１３ ボルト １５、１６、１７、１８ 穴 ２６ 検出器 ２７ 封止剤 ３０ ホィートストンブリッジ回路 ＳＧ１〜ＳＧ８ 歪ゲージ
Claims (6)
- 【請求項１】 固定ベースに固定される取付脚を有する
電動機、減速機等の回転駆動機の駆動トルクを検出する
ものであって、 上記取付脚の底面と固定ベースと取付固定面の間に板状
弾性体を装着し、該板状弾性体に、その側面より穴を形
成して、該穴の上下両外側に薄肉部を形成すると共に、
上記穴の内面に複数の歪ゲージを接着し、これら歪ゲー
ジを接続してホィートストンブリッシ回路を形成し、該
ホィートストンブリッジ回路の出力から上記駆動機の出
力軸に作用する駆動トルクの反力を検出することによ
り、駆動トルクを検出する構成としていることを特徴と
するトルク計。 - 【請求項２】 上記板状弾性体の上下面を平行にすると
共に、両側端部に上記取付脚の底面と接続する上面固定
部を突設し、上記取付脚に形成されている取付穴よりボ
ルトを挿入して取付脚と板状弾性体の両端とを固定する
一方、中央部に上記固定ベースの取付固定面と接合する
下面固定部を突設し、板状弾性体の中央部を固定ベース
にボルトにより固定し、かつ、 上記両端の上面固定部と中央の下面固定部との間にそれ
ぞれ上記穴を形成して、上面固定部と下面固定部とを連
結する上記薄肉部を形成し、上記一対の両側の穴に夫々
上記歪ゲージを接着してホィートストンブリッジ回路を
形成し、これら一対のホィートストンブリッジ回路を接
続して、該回路の出力から上記駆動機の出力軸に作用す
る駆動トルクの反力を検出することにより、駆動トルク
を検出する構成としている請求項１に記載のトルク計。 - 【請求項３】 上記歪ゲージを接着した上記穴に封止剤
を充填し、あるいは金属ダイヤフラムを溶接して密封構
造としている請求項１または請求項２に記載のトルク
計。 - 【請求項４】 上記板状弾性体に設ける穴は、両側面に
開口する貫通穴あるいは両側面より凹設した有底穴と
し、これら穴の上下内面に上記歪ゲージを接着してホィ
ートストンブリッジ回路を形成している請求項１乃至請
求項３のいずれか１項に記載のトルク計。 - 【請求項５】 上記板状弾性体に設ける上記穴の内面は
上下面を平面とし、この上下平面にそれぞれ一対の歪ゲ
ージを接着し、１つの穴に合計４つの歪ゲージを接着
し、これら歪ゲージを接続して、上記ホィートストンブ
リッジ回路を形成している請求項１乃至請求項４のいず
れか１項に記載のトルク計。 - 【請求項６】 上記板状弾性体に側面より凹設した上記
有底穴の平底面に複数の歪ゲージを剪断歪を検出するよ
うに取り付けている請求項１乃至請求項４のいずれか１
項に記載のトルク計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34985197A JP3743736B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | トルク計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34985197A JP3743736B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | トルク計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11183277A true JPH11183277A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3743736B2 JP3743736B2 (ja) | 2006-02-08 |
Family
ID=18406557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34985197A Expired - Fee Related JP3743736B2 (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | トルク計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3743736B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291973A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toin Gakuen | 変速機の効率測定方法及びそれに用いる装置 |
| JP2006522577A (ja) * | 2003-04-04 | 2006-09-28 | ヴィッテンシュタイン アーゲー | 電動機及び／又は変速機 |
| CN103308228A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-09-18 | 江苏中兴西田数控科技有限公司 | 一种电机扭矩检测装置及其用于检测电机扭矩的方法 |
| JP2014010015A (ja) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | モニタリング方法およびモニタリング装置 |
| CN108369145A (zh) * | 2015-12-17 | 2018-08-03 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于对驱动单元进行转矩测量的方法 |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP34985197A patent/JP3743736B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006522577A (ja) * | 2003-04-04 | 2006-09-28 | ヴィッテンシュタイン アーゲー | 電動機及び／又は変速機 |
| JP4847315B2 (ja) * | 2003-04-04 | 2011-12-28 | ヴィッテンシュタイン アーゲー | 電動機及び／又は変速機 |
| JP2005291973A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toin Gakuen | 変速機の効率測定方法及びそれに用いる装置 |
| JP2014010015A (ja) * | 2012-06-28 | 2014-01-20 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | モニタリング方法およびモニタリング装置 |
| CN103308228A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-09-18 | 江苏中兴西田数控科技有限公司 | 一种电机扭矩检测装置及其用于检测电机扭矩的方法 |
| CN108369145A (zh) * | 2015-12-17 | 2018-08-03 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于对驱动单元进行转矩测量的方法 |
| JP2018537685A (ja) * | 2015-12-17 | 2018-12-20 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 駆動ユニットのトルクを測定する方法 |
| US10627300B2 (en) | 2015-12-17 | 2020-04-21 | Robert Bosch Gmbh | Method for measuring torque of a drive unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3743736B2 (ja) | 2006-02-08 |
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