JPH11194057A - Measuring apparatus for very small torque - Google Patents
Measuring apparatus for very small torqueInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高速、且つ、高精
度な微小トルク測定装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed and high-precision minute torque measuring device.
【０００２】近年開発が進められているマイクロマシン
やマイクロアクチュエータなど、微小な力しか発生でき
ないアクチュエータ群の、回転トルクや回転モーメント
を精度よく測定したり、軸受やギアトレインのトルク損
失やモータのトルクリップル(トルク変動)を評価するた
めに、動的な微小トルクを測定するニーズが１×１０ -7
Ｎｍの領域で存在する[0002] Micromachines that have been developed in recent years
And micro actuators can generate only small forces
Torque and torque of actuator group
Measurement with high accuracy and torque loss of bearings and gear trains
Loss and motor torque ripple (torque fluctuation).
Needs 1 × 10 to measure dynamic micro torque -7
Exists in the area of Nm
【０００３】市販装置のトルク測定器においては、トル
ク伝達軸のねじれを、光学・磁気・歪等で検出し、伝達
トルクを算出するものが主流である。[0003] The mainstream of a torque measuring device of a commercially available device is to detect a torsion of a torque transmission shaft by using optics, magnetism, distortion or the like to calculate a transmission torque.
【０００４】この手法では、適切なトルク吸収装置と軸
継手を用いることにより、起動トルクやトルク変動、負
荷によるトルク曲線変動など、モータ特性解析に必要な
測定が容易であり、微小トルク測定に関する特許もこの
方式に関するものが多い。In this method, by using an appropriate torque absorbing device and a shaft coupling, it is easy to perform a measurement necessary for motor characteristic analysis such as a starting torque, a torque variation, and a torque curve variation due to a load. Many of them are related to this method.
【０００５】しかし、これら従来のトルク測定器は、微
小トルク測定装置といえども、実際に何らかの仕事を行
うことが可能となる分解能１×１０-6Ｎｍオーダまでの
回転トルクを測定できるものがあるのみである。[0005] However, some of these conventional torque measuring devices, even though they are minute torque measuring devices, can measure rotational torque up to a resolution of 1 × 10 -6 Nm, which can actually perform some work. Only.
【０００６】一方、市販装置の対応しない１μＮｍ以下
の微小トルク領域では、軸から一定距離離れたところで
の、軸の接線方向にかかる力を調べることにより、半径
×力として回転モーメント、あるいは、トルクを求める
手法が中心である。On the other hand, in a minute torque region of 1 μNm or less, which is not compatible with a commercially available device, the rotational moment or torque is calculated as radius × force by examining the force applied in the tangential direction of the shaft at a certain distance from the shaft. The method to seek is the main.
【０００７】この場合、測定に電子天秤を用いる方法
が、かろうじて10ｎＮｍの領域まで測定に成功している
が、測定点の半径精度が測定誤差に大きく響くこと、な
らびに、天秤基準の力測定器に共通の問題として、零位
法により平衡状態で測定するため、応答速度が遅く、応
答周波数が下がり、トルク変動が測定できないことが挙
げられる。In this case, the method using an electronic balance for the measurement has succeeded barely in the region of 10 nNm. However, the radius accuracy of the measurement point greatly affects the measurement error, and the balance-based force measuring device is used. As a common problem, since the measurement is performed in an equilibrium state by the null method, the response speed is low, the response frequency is low, and the torque fluctuation cannot be measured.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】市販の測定装置のない
微小トルク領域の発生トルクや回転モーメントを測定す
る手法としては、第１に、剛性の弱いバネの変位を用い
て変位角変位量から微小トルクを測定する方法が存在す
る。As a method for measuring the generated torque and the rotational moment in a minute torque region without a commercially available measuring device, first, a small amount of angular displacement is calculated from the amount of angular displacement by using the displacement of a spring having low rigidity. There are ways to measure torque.
【０００９】しかしながら、このような装置は、測定系
の剛性が必然的に低くなるため、時定数が長く、力の変
動や過渡応答といったトルクの動特性をとることは困難
である。また、重力の影響を受けるため支持方向に強い
制限を受けることとなる。However, in such an apparatus, since the rigidity of the measuring system is inevitably reduced, the time constant is long, and it is difficult to obtain dynamic characteristics of torque such as fluctuation of force and transient response. In addition, because of the influence of gravity, the support direction is strongly restricted.
【００１０】第２に、軸の発生力を電子天秤と結び、微
小トルクをある半径部分の力として天秤とつり合わせる
方法が存在する。Second, there is a method in which the force generated by the shaft is connected to the electronic balance, and a minute torque is balanced with the balance as a force of a certain radius.
【００１１】しかしながら、高感度な電子天秤は、力
（位置）サーボ動作を行うことにより高感度を保ってい
るため、時定数が長く、力の変動や過渡応答といったト
ルクの動特性をとることは困難であった。また、重力の
影響を受けるため支持方向に強い制限を受けることとな
る。However, since a high-sensitivity electronic balance maintains high sensitivity by performing a force (position) servo operation, it has a long time constant and cannot take dynamic characteristics of torque such as force fluctuation and transient response. It was difficult. In addition, because of the influence of gravity, the support direction is strongly restricted.
【００１２】本発明は、この問題点を、解決するもので
ある。本発明の目的は、高速、且つ高精度な微小トルク
測定装置を提供するにある。The present invention solves this problem. An object of the present invention is to provide a high-speed and high-accuracy minute torque measuring device.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、 （１）測定対象の回転する出力軸から微小トルクを測定
する微小トルク測定装置において、前記出力軸の回転中
心から所定半径距離に一端部分が設置され測定対象の接
線方向の力によりたわみを生ずるカンチレバーと、この
カンチレバーの歪を測定する測定手段とを具備したこと
を特徴とする微小トルク測定装置。 （２）前記カンチレバーと一体に形成され前記カンチレ
バーに生ずる歪を検出する抵抗式歪センサからなる測定
手段を具備したことを特徴とする（１）記載の微小トル
ク測定装置。 （３）前記カンチレバーと一体に形成され前記カンチレ
バーに生ずる歪を検出する振動式歪センサからなる測定
手段を具備したことを特徴とする（１）記載の微小トル
ク測定装置。 （４）測定対象の出力軸が挿入固定される挿入穴を有す
るアダプタと、このアダプタに前記一端部分が設置され
たカンチレバーとを具備したことを特徴とする（１）又
は（２）又は（３）記載の微小トルク測定装置。 （５）測定対象の出力軸が挿入されトルク伝達用粘性流
体を介して前記出力軸からのトルクが伝達される挿入穴
を有するアダプタと、このアダプタに前記一端部分が設
置されたカンチレバーとを具備したことを特徴とする
（１）又は（２）又は（３）記載の微小トルク測定装
置。 （６）前記アダプタの前記出力軸取付側の反対側をベー
スプレートに支持するねじりばねを具備したことを特徴
とする（５）記載の微小トルク測定装置。 （７）測定対象の回転する出力軸から微小トルクを測定
する微小トルク測定装置において、前記測定対象が固定
取付られるアダプタと、このアダプタに前記出力軸の回
転中心から所定半径距離に一端部分が設置され測定対象
の接線方向の力によりたわみを生ずるカンチレバーと、
このカンチレバーの歪を測定する測定手段と、前記出力
軸の一端に接続された可変トルク負荷とを具備したこと
を特徴とする微小トルク測定装置。 （８）円板とシューとを有する可変トルク負荷を具備し
たことを特徴とする（７）記載の微小トルク測定装置。
を構成したものである。In order to achieve this object, the present invention provides: (1) a minute torque measuring device for measuring a minute torque from a rotating output shaft to be measured; A micro-torque measuring device, comprising: a cantilever having one end disposed at a predetermined radial distance to generate a deflection due to a tangential force of a measurement object; and measuring means for measuring a distortion of the cantilever. (2) The micro-torque measuring device according to (1), further comprising measuring means formed integrally with the cantilever and comprising a resistive strain sensor for detecting a strain generated in the cantilever. (3) The micro-torque measuring device according to (1), further comprising measuring means formed integrally with the cantilever and comprising a vibration-type strain sensor for detecting a strain generated in the cantilever. (4) An adapter having an insertion hole into which an output shaft to be measured is inserted and fixed, and a cantilever having the one end portion installed in the adapter (1) or (2) or (3). ). (5) An adapter having an insertion hole into which the output shaft to be measured is inserted and through which torque from the output shaft is transmitted via a torque transmitting viscous fluid, and a cantilever having the one end portion installed in the adapter. (1) or (2) or (3), wherein the minute torque measuring device is described. (6) The minute torque measuring device according to (5), further comprising a torsion spring for supporting a side of the adapter opposite to the output shaft mounting side on a base plate. (7) In a minute torque measuring device for measuring a minute torque from a rotating output shaft of a measuring object, an adapter to which the measuring object is fixedly mounted, and one end portion of the adapter installed at a predetermined radial distance from a rotation center of the output shaft. A cantilever that is deflected by the tangential force of the object to be measured,
A minute torque measuring device comprising: a measuring means for measuring the strain of the cantilever; and a variable torque load connected to one end of the output shaft. (8) The minute torque measuring device according to (7), further including a variable torque load having a disk and a shoe.
It is what constituted.
【００１４】[0014]
【作用】以上の構成において、測定対象の出力軸に微小
トルクが印加されると、力センサに力が伝達される。そ
して、所定半径×力によりトルクが測定される。以下、
実施例に基づき詳細に説明する。In the above arrangement, when a small torque is applied to the output shaft to be measured, a force is transmitted to the force sensor. Then, the torque is measured by a predetermined radius × force. Less than,
This will be described in detail based on an embodiment.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】図１は本発明の基本的原理説明図
である。基本的には、図１に示す如く、トルクが測定さ
れる測定対象１、例えば、モータの出力軸２に設けられ
た力センサ受圧用突起３に、高感度の力センサ４を組み
合わせて、出力軸２に発生している微小トルクを、微小
半径ｒ×力ａの形でトルク（回転モーメント）を測定す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram illustrating the basic principle of the present invention. Basically, as shown in FIG. 1, a high-sensitivity force sensor 4 is combined with a measurement target 1 for which torque is measured, for example, a force sensor pressure receiving projection 3 provided on an output shaft 2 of a motor, and the output is obtained. The torque (rotation moment) of the minute torque generated on the shaft 2 is measured in the form of a minute radius r × force a.
【００１６】力センサ４には、微小歪でも、直線性が高
い信号を出し得る変位型センサで、抵抗式歪センサや、
振動式歪センサを用いたものが採用される。抵抗式歪セ
ンサでは、高感度で安価な力センサ４が得られる。振動
式歪センサでは、高ダイナミックレンジのデジタル信号
が得られ、精度の良好な、力センサ４が得られる。The force sensor 4 is a displacement type sensor capable of outputting a signal with high linearity even with a small strain, such as a resistance type strain sensor,
A sensor using a vibration type strain sensor is employed. In the case of the resistance type strain sensor, a highly sensitive and inexpensive force sensor 4 can be obtained. In the vibration type strain sensor, a digital signal with a high dynamic range is obtained, and the force sensor 4 with good accuracy is obtained.
【００１７】また、動トルクの測定においては、可変の
トルク吸収体や外部モータによるトルク発生装置を組み
合わせることにより、入力−トルク曲線やトルク変動
（リップル）などの測定も可能となる。In the measurement of dynamic torque, the input-torque curve and torque fluctuation (ripple) can be measured by combining a torque generator with a variable torque absorber and an external motor.
【００１８】以下に、具体的実施例を示す。図２は本発
明の一実施例の構成説明図で、分かり易いように、挿入
穴部分が切り欠かれている。微小トルクを測りたい様な
マイクロモータやアクチュエータに於いては、出力軸２
そのものを加工することが困難な場合が多い。A specific embodiment will be described below. FIG. 2 is an explanatory view of the configuration of an embodiment of the present invention, in which an insertion hole is cut out for easy understanding. For micromotors and actuators where you want to measure minute torque,
It is often difficult to process the material itself.
【００１９】その際には、出力軸２が挿入される挿入穴
１１を有するアダプタ１２を用い、軸あわせの上、測定
することにより、半径ｒの精度が高い微小トルク測定が
可能となる。この場合は、アダプタ１２は、挿入穴１１
を有し、底を有する円筒状をなす。At this time, by using an adapter 12 having an insertion hole 11 into which the output shaft 2 is inserted, the alignment is measured after the alignment, so that a minute torque measurement with high accuracy of the radius r can be performed. In this case, the adapter 12 is
And has a cylindrical shape with a bottom.
【００２０】２個のアダプタ支持ベアリング１３は、ア
ダプタ１２を、位置決めステージ１４に支持する。位置
決めステージ１４は、矢印ａ方向に移動出来るように構
成されている。測定対象の出力軸２は、アダプタ１２に
設けられた挿入穴１１内に於いて、接着剤１５、例え
ば、エポキシ樹脂系の接着剤により、アダプタ１２に固
定されている。The two adapter supporting bearings 13 support the adapter 12 on the positioning stage 14. The positioning stage 14 is configured to be movable in the direction of arrow a. The output shaft 2 to be measured is fixed to the adapter 12 by an adhesive 15, for example, an epoxy resin-based adhesive, in an insertion hole 11 provided in the adapter 12.
【００２１】以上の構成において、測定対象１の出力軸
２に微小トルクが印加されると、アダプタ１２、力セン
サ受圧用突起３を介して、力センサ４に力ａが伝達され
る。そして、半径ｒ×力ａによりトルクが測定される。In the above configuration, when a small torque is applied to the output shaft 2 of the object 1 to be measured, a force a is transmitted to the force sensor 4 via the adapter 12 and the force sensor pressure receiving projection 3. Then, torque is measured by radius r × force a.
【００２２】すなわち、微小力センサ４を直接、回転軸
２の軸方向の接線力を測定するように構成した。この結
果、負荷のイナーシャがほとんどなく、測定センサは、
電子天秤等と異なり、零位法によるサーボ系は不要なた
め、測定センサの出力をそのまま使用できる。That is, the minute force sensor 4 is configured to directly measure the tangential force of the rotating shaft 2 in the axial direction. As a result, there is almost no load inertia and the measurement sensor
Unlike an electronic balance or the like, a servo system based on the null method is not required, so that the output of the measurement sensor can be used as it is.
【００２３】また、力セン４サ自体は、微小化が可能な
ため、非常に小さい半径ｒの位置に、高精度に配置する
ことが可能である。Further, since the force sensor 4 itself can be miniaturized, it can be arranged at a position with a very small radius r with high accuracy.
【００２４】このため、高速、かつ今まで測定できなか
った領域の微小トルクを測定することが可能となる。For this reason, it is possible to measure a small torque at a high speed in a region where the measurement has not been possible until now.
【００２５】また、測定対象となる出力軸２を加工せ
ず、アダプタ１２を機械加工にて、作成出来ることによ
り、測定地点の半径を精密に規定出来るFurther, since the adapter 12 can be formed by machining without machining the output shaft 2 to be measured, the radius of the measuring point can be precisely defined.
【００２６】このため、イナーシャ増加による、応答速
度、全体の半径増加による、トルク測定最小感度が、多
少低下しても、半径の精度が高くなることにより、半径
ｒ×力Ｆで示されるトルクの精度及びダイナミックレン
ジは高くなる。For this reason, even if the response speed due to an increase in inertia and the minimum sensitivity for torque measurement due to an increase in the overall radius are slightly reduced, the accuracy of the radius is increased, and the torque represented by the radius r × force F is increased. Accuracy and dynamic range are higher.
【００２７】図３は本発明の他の実施例の構成説明図
で、分かり易いように、挿入穴部分が切り欠かれてい
る。動トルクやトルクリップルなどのトルク特性を測定
する際には、測定対象１のモータ等トルク発生装置が回
転している状態で、かつ回転負荷を変えながら発生トル
クを測定する必要がある。FIG. 3 is an explanatory view of the configuration of another embodiment of the present invention, in which an insertion hole is cut out for easy understanding. When measuring torque characteristics such as dynamic torque and torque ripple, it is necessary to measure the generated torque while the torque generating device such as the motor to be measured 1 is rotating and changing the rotational load.
【００２８】この場合、測定対象１の出力軸２と、可変
トルク負荷５を軸あわせした状態で、力センサ４付きの
アダプタ２１に埋め込み取付けられることにより、動ト
ルク測定も測定可能となる。In this case, when the output shaft 2 of the measuring object 1 and the variable torque load 5 are aligned and embedded in the adapter 21 with the force sensor 4, the dynamic torque can be measured.
【００２９】可変トルク負荷５は、この場合は、円板５
１とシュー５２とを利用したブレーキ機構が使用されて
いる。なお、可変トルク負荷５は、円板５１を利用した
ブレーキ機構に限られない事は勿論である。The variable torque load 5 is, in this case, a disk 5
A brake mechanism using a shoe 1 and a shoe 52 is used. The variable torque load 5 is not limited to the brake mechanism using the disk 51, of course.
【００３０】また、この場合、図３に示す如く、測定対
象１をアダプタ２１に固定し、反力をトルクとして捉え
る方法が、測定対象１の構成を考慮しなくて良い点から
有利である。即ち、例えば、測定対象１がモーターであ
った場合、測定対象１を回転させるとすれば、モーター
の配線の処理等の問題が生ずる。In this case, as shown in FIG. 3, a method of fixing the measuring object 1 to the adapter 21 and capturing the reaction force as torque is advantageous in that the configuration of the measuring object 1 does not need to be considered. That is, for example, when the measurement target 1 is a motor, if the measurement target 1 is rotated, a problem such as processing of wiring of the motor occurs.
【００３１】図４は本発明の他の実施例の構成説明図
で、分かり易いように、挿入穴部分が切り欠かれてい
る。本実施例においては、測定対象の出力軸２が、挿入
穴１１に於いて、トルク伝達用粘性流体３１を介してア
ダプタ１２と連結されている。この場合は、トルク伝達
用粘性流体３１としては、水が使用されている。FIG. 4 is an explanatory view of the structure of another embodiment of the present invention, in which an insertion hole is cut out for easy understanding. In this embodiment, the output shaft 2 to be measured is connected to the adapter 12 via the torque transmitting viscous fluid 31 at the insertion hole 11. In this case, water is used as the torque transmitting viscous fluid 31.
【００３２】このため、伝達負荷を変えながら動トルク
を測定することが可能となる。この場合、あらかじめ回
転数とトルクの関係が既知なモータを使い、モーターの
出力軸の形状・材質、内部粘性流体の種類、温度、軸の
挿入長(伝達関数に依存)等の関係をキャリブレーション
することにより、アダプタ１２＋力センサ４がブレーキ
(回転負荷)付きトルク測定器として機能する。Therefore, the dynamic torque can be measured while changing the transmission load. In this case, the relationship between the shape and material of the output shaft of the motor, the type of internal viscous fluid, the temperature, the insertion length of the shaft (depending on the transfer function), etc. is calibrated using a motor whose relationship between the rotation speed and torque is known in advance. By doing, the adapter 12 + the force sensor 4
Functions as a torque meter with (rotational load).
【００３３】ブレーキ支持ベアリング３２は、アダプタ
１２を、位置決めステージ１４に支持する。位置決めス
テージ１４は、出力軸２の挿入穴１１への、挿入長を変
える事が出来るので、伝達トルク調整器としても機能す
る。The brake support bearing 32 supports the adapter 12 on the positioning stage 14. Since the positioning stage 14 can change the insertion length of the output shaft 2 into the insertion hole 11, it also functions as a transmission torque adjuster.
【００３４】図５は本発明の他の実施例の構成説明図
で、分かり易いように、挿入穴部分が切り欠かれてい
る。本実施例においては、図４のブレーキ支持ベアリン
グ３２の代わりに、ねじりばね４１で、アダプタ１２を
ベースプレートに支持するようにしたものである。FIG. 5 is an explanatory view of the structure of another embodiment of the present invention, in which an insertion hole is cut out for easy understanding. In this embodiment, the adapter 12 is supported on the base plate by a torsion spring 41 instead of the brake support bearing 32 of FIG.
【００３５】簡潔な構成となり、安価な微小トルク測定
装置が得られる。なお、この場合も、位置決めステージ
１４は、出力軸２の挿入穴１１への、挿入長を変える事
が出来るので、伝達トルク調整器としても機能する。With a simple configuration, an inexpensive micro torque measuring device can be obtained. In this case as well, the positioning stage 14 can change the insertion length of the output shaft 2 into the insertion hole 11 and thus also functions as a transmission torque adjuster.
【００３６】図６は本発明の他の実施例の構成説明図、
図７は図６のＡ−Ａ断面図である。本実施例において
は、力センサ受圧用突起３の代わりに、軸切欠部６１が
出力軸２に設けられたものである。軸切欠部６１を採用
すれば、半径ｒを小さくすることが出来、微小トルクを
容易に測定出来る微小トルク測定装置が得られる。FIG. 6 is an explanatory view showing the structure of another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. In this embodiment, a shaft notch 61 is provided on the output shaft 2 instead of the force sensor pressure receiving projection 3. If the shaft notch 61 is employed, the radius r can be reduced, and a micro torque measuring device capable of easily measuring a micro torque can be obtained.
【００３７】なお、前述の実施例においては、トルク伝
達用粘性流体３１としては、水が使用されていると説明
したが、これに限ることはなく、例えば、オイルあるい
はガスでも良い。要するに、トルクが伝達出来るもので
あれば良い。In the above-described embodiment, it has been described that water is used as the torque transmitting viscous fluid 31. However, the present invention is not limited to this. For example, oil or gas may be used. In short, what is necessary is just to be able to transmit torque.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の発明によれば、微小力センサを直接、回転軸の
軸方向の接線力を測定するように構成した。この結果、
負荷のイナーシャがほとんどなく、測定センサは、電子
天秤等と異なり、零位法によるサーボ系は不要なため、
測定センサの出力をそのまま使用できる。As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the micro force sensor is configured to directly measure the tangential force in the axial direction of the rotating shaft. As a result,
Since there is almost no load inertia and the measurement sensor does not require a servo system based on the null method unlike electronic balances,
The output of the measurement sensor can be used as it is.
【００３９】また、力センサ自体は、微小化が可能なた
め、非常に小さい半径の位置に、高精度に配置すること
が可能である。Further, since the force sensor itself can be miniaturized, it can be arranged at a position with a very small radius with high accuracy.
【００４０】このため、高速、かつ今まで測定できなか
った領域の微小トルクを測定することが可能となる微小
トルク測定装置が得られる。Therefore, a small torque measuring device capable of measuring a small amount of torque in a high-speed and unmeasurable region can be obtained.
【００４１】本発明の請求項２の発明によれば、力セン
サに高感度の抵抗式歪センサを使用したので、安価な微
小トルク測定装置が得られる。According to the second aspect of the present invention, an inexpensive minute torque measuring device can be obtained because a high-sensitivity resistive strain sensor is used as the force sensor.
【００４２】本発明の請求項３の発明によれば、振動式
歪センサを使用したので、高ダイナミックレンジのデジ
タル信号が得られ、精度の良好な微小トルク測定装置が
得られる。According to the third aspect of the present invention, since a vibration type strain sensor is used, a digital signal having a high dynamic range can be obtained, and a minute torque measuring device with good accuracy can be obtained.
【００４３】本発明の請求項４の発明によれば、測定対
象の出力軸が挿入固定される挿入穴を有するアダプタが
使用されたので、出力軸そのものを加工する必要がなく
なるので、取付け操作が容易な微小トルク測定装置が得
られる。According to the invention of claim 4 of the present invention, since the adapter having the insertion hole into which the output shaft to be measured is inserted and fixed is used, it is not necessary to process the output shaft itself. An easy minute torque measuring device can be obtained.
【００４４】また、測定対象となる出力軸を加工せず、
アダプタを機械加工にて、作成出来ることにより、測定
地点の半径を精密に規定出来るFurther, the output shaft to be measured is not processed,
Since the adapter can be created by machining, the radius of the measurement point can be precisely defined.
【００４５】このため、イナーシャ増加による、応答速
度、全体の半径増加による、トルク測定最小感度が、多
少低下しても、半径の精度が高くなることにより、半径
×力で示されるトルクの精度及びダイナミックレンジは
高くなる。For this reason, even if the response speed due to an increase in inertia and the minimum sensitivity for torque measurement due to an increase in the total radius are slightly reduced, the accuracy of the radius is increased, and the accuracy of the torque represented by radius × force is improved. The dynamic range will be higher.
【００４６】本発明の請求項５の発明によれば、測定対
象の出力軸が挿入されトルク伝達用粘性流体を介して前
記出力軸からのトルクが伝達される挿入穴を有するアダ
プタが使用されたので、伝達負荷を変えながら、動トル
クを測定することが可能となる微小動トルク測定装置が
得られる。According to the fifth aspect of the present invention, there is used an adapter having an insertion hole into which an output shaft to be measured is inserted and through which torque from the output shaft is transmitted through a viscous fluid for torque transmission. Therefore, a minute dynamic torque measuring device capable of measuring the dynamic torque while changing the transmission load is obtained.
【００４７】本発明の請求項６の発明によれば、アダプ
タの出力軸取付側の反対側をベースプレートに支持する
ねじりばねを使用したので、簡潔な構成となり、安価な
微小トルク測定装置が得られる。According to the invention of claim 6 of the present invention, since the torsion spring for supporting the adapter on the side opposite to the output shaft mounting side is used for the base plate, the configuration becomes simple and an inexpensive micro torque measuring device can be obtained. .
【００４８】本発明の請求項７の発明によれば、測定対
象が固定取付られるアダプタと、このアダプタに出力軸
の回転中心から所定半径距離に一端部分が設置され測定
対象の接線方向の力によりたわみを生ずるカンチレバー
とを使用した。According to the invention of claim 7 of the present invention, an adapter to which the object to be measured is fixedly mounted, and one end of which is installed on the adapter at a predetermined radial distance from the center of rotation of the output shaft, the force in the tangential direction of the object to be measured A flexing cantilever was used.
【００４９】従って、動トルクやトルクリップルなどの
トルク特性を測定する際に、測定対象のモータ等トルク
発生装置が回転している状態で、かつ回転負荷を変えな
がら発生トルクを測定することが出来、動トルクやトル
クリップルなどのトルク特性を容易に測定出来る微小ト
ルク測定装置が得られる。Accordingly, when measuring torque characteristics such as dynamic torque and torque ripple, it is possible to measure the generated torque while the torque generating device such as the motor to be measured is rotating and changing the rotational load. Thus, it is possible to obtain a minute torque measuring device capable of easily measuring torque characteristics such as dynamic torque and torque ripple.
【００５０】本発明の請求項８の発明によれば、円板と
シューとを有する可変トルク負荷を使用したので、簡潔
な構成となり、安価な微小トルク測定装置が得られる。According to the eighth aspect of the present invention, since a variable torque load having a disk and a shoe is used, the configuration is simple and an inexpensive micro torque measuring device can be obtained.
【００５１】従って、本発明によれば、高速、且つ、高
精度な微小トルク測定装置を実現することが出来る。Therefore, according to the present invention, a high-speed and high-accuracy minute torque measuring device can be realized.
【図１】本発明の基本的原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the basic principle of the present invention.
【図２】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a main part configuration of another embodiment of the present invention.
【図３】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a main part configuration of another embodiment of the present invention.
【図４】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a main part configuration of another embodiment of the present invention.
【図５】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part configuration of another embodiment of the present invention.
【図６】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a main part configuration of another embodiment of the present invention.
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. 6;
１ 測定対象 ２ 出力軸 ３ 力センサ受圧用突起 ４ 力センサ ５ 可変トルク負荷 １２ アダプタ １３ アダプタ支持ベアリング １４ 位置決めステージ １５ 接着剤 ２１ アダプタ ３１ トルク伝達用粘性流体 ３２ ブレーキ支持ベアリング ４１ ねじりばね ５１ 円板 ５２ シュー ６１ 軸切欠部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement object 2 Output shaft 3 Force sensor pressure receiving projection 4 Force sensor 5 Variable torque load 12 Adapter 13 Adapter support bearing 14 Positioning stage 15 Adhesive 21 Adapter 31 Torque transmitting viscous fluid 32 Brake support bearing 41 Torsion spring 51 Disk 52 Shoe 61 Shaft notch
Claims (8)
を測定する微小トルク測定装置において、 前記出力軸の回転中心から所定半径距離に一端部分が設
置され測定対象の接線方向の力によりたわみを生ずるカ
ンチレバーと、 このカンチレバーの歪を測定する測定手段とを具備した
ことを特徴とする微小トルク測定装置。1. A minute torque measuring device for measuring a minute torque from a rotating output shaft of a measuring object, wherein one end is provided at a predetermined radial distance from a rotation center of the output shaft, and a deflection is caused by a tangential force of the measuring object. A micro-torque measuring device comprising: a cantilever which is generated; and measuring means for measuring a distortion of the cantilever.
ンチレバーに生ずる歪を検出する抵抗式歪センサからな
る測定手段を具備したことを特徴とする請求項１記載の
微小トルク測定装置。2. The minute torque measuring device according to claim 1, further comprising a measuring means formed integrally with said cantilever and comprising a resistive strain sensor for detecting a strain generated in said cantilever.
ンチレバーに生ずる歪を検出する振動式歪センサからな
る測定手段を具備したことを特徴とする請求項１記載の
微小トルク測定装置。3. The minute torque measuring device according to claim 1, further comprising a measuring means formed integrally with the cantilever and comprising a vibration type strain sensor for detecting a strain generated in the cantilever.
を有するアダプタと、 このアダプタに前記一端部分が設置されたカンチレバー
とを具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２又
は請求項３記載の微小トルク測定装置。4. An adapter having an insertion hole into which an output shaft to be measured is inserted and fixed, and a cantilever provided with said one end portion in said adapter. The minute torque measuring device according to claim 3.
粘性流体を介して前記出力軸からのトルクが伝達される
挿入穴を有するアダプタと、 このアダプタに前記一端部分が設置されたカンチレバー
とを具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２又
は請求項３記載の微小トルク測定装置。5. An adapter having an insertion hole into which an output shaft to be measured is inserted and through which torque from the output shaft is transmitted via a torque transmitting viscous fluid, a cantilever having the one end portion installed in the adapter. The minute torque measuring device according to claim 1, wherein the device is provided with:
をベースプレートに支持するねじりばねを具備したこと
を特徴とする請求項５記載の微小トルク測定装置。6. A minute torque measuring device according to claim 5, further comprising a torsion spring for supporting a side of said adapter opposite to said output shaft mounting side on a base plate.
を測定する微小トルク測定装置において、 前記測定対象が固定取付られるアダプタと、 このアダプタに前記出力軸の回転中心から所定半径距離
に一端部分が設置され測定対象の接線方向の力によりた
わみを生ずるカンチレバーと、 このカンチレバーの歪を測定する測定手段と、 前記出力軸の一端に接続された可変トルク負荷とを具備
したことを特徴とする微小トルク測定装置。7. A minute torque measuring device for measuring a minute torque from a rotating output shaft of an object to be measured, an adapter to which the object to be measured is fixedly attached, and one end portion of the adapter at a predetermined radial distance from a rotation center of the output shaft. Provided with a cantilever that generates deflection due to a tangential force of a measurement target, a measuring unit that measures distortion of the cantilever, and a variable torque load connected to one end of the output shaft. Torque measuring device.
具備したことを特徴とする請求項７記載の微小トルク測
定装置。8. A minute torque measuring device according to claim 7, further comprising a variable torque load having a disk and a shoe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000794A JPH11194057A (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Measuring apparatus for very small torque |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000794A JPH11194057A (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Measuring apparatus for very small torque |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11194057A true JPH11194057A (en) | 1999-07-21 |
Family
ID=11483597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10000794A Pending JPH11194057A (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Measuring apparatus for very small torque |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11194057A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107290085A (en) * | 2017-08-16 | 2017-10-24 | 中国船舶重工集团公司第七〇四研究所 | The slight torque calibrating measuring device held based on elastic lifting |
| CN108120607A (en) * | 2018-03-09 | 2018-06-05 | 长沙学院 | Automotive window motor dynamics power testboard |
-
1998
- 1998-01-06 JP JP10000794A patent/JPH11194057A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107290085A (en) * | 2017-08-16 | 2017-10-24 | 中国船舶重工集团公司第七〇四研究所 | The slight torque calibrating measuring device held based on elastic lifting |
| CN107290085B (en) * | 2017-08-16 | 2023-06-02 | 中国船舶重工集团公司第七〇四研究所 | Micro torque calibration measuring device based on elastic hanging |
| CN108120607A (en) * | 2018-03-09 | 2018-06-05 | 长沙学院 | Automotive window motor dynamics power testboard |
| CN108120607B (en) * | 2018-03-09 | 2023-12-22 | 长沙学院 | Dynamic force test board for automobile window motor |
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