JPH11325969A

JPH11325969A - 変位検出装置

Info

Publication number: JPH11325969A
Application number: JP16785998A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Sasanouchi; 清孝笹之内; Masayoshi Nishida; 政義西田; Susumu Nishimoto; 進西本; Katsumitsu Kurihara; 功光栗原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】少なくともトルクを非接触で検出し、回転方
向と回転速度の同時検出も可能ならしめる構造が簡単
で、小型、低廉であるとともに各検出信号を一本の信号
線によりシリアルに出力することも可能な変位検出装置
を提供することを目的とする。【解決手段】回転体としての回転円板４，５を装着
し、同軸的に配設した入力軸２および、出力軸３間にお
ける相対角変位を作用させるように前記両軸２，３間を
弾性部材としての伸張スプリング６により結合し、前記
回転円板４，５のそれぞれに変位検出手段としての透過
型フォトインタラプタ７，８を対向するように配設し、
前記フォトインタラプタ７，８の出力信号を演算し、シ
リアル通信フォーマット手段によりシリアルに出力する
ように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転体の変位検出装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、回転体の回転方向・回転速度・
トルク検出するには、電気的検出法あるいは磁気的、光
学的検出法を利用した回転速度計とトルク計により個々
に測定するものと、回転数測定とともにトルク測定を同
時に行うものとがある。

【０００３】従来の回転・トルク検出装置はトーション
バーと光学素子を用いたものとして特開平２−１３８８
３８号公報に記載されたものが知られている。また、リ
ーフスプリングとインダクタンス可変のコイルと共振回
路を用いたものとして特開平１−２５７２３２号公報に
記載されたものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の回転・トルク検出装置は、構造が比較的複雑である
ため、装置の小型化が損なわれたり、また、検出素子の
出力が温度変化等の影響を受けやすいなどの問題があっ
た。

【０００５】本発明は以上の点に鑑みてなされたもの
で、少なくとも回転体のトルクを非接触で検出し、さら
に回転方向と回転速度の同時検出を可能ならしめる構造
が簡単で、小型化、低廉化が図れるとともに各検出信号
を一本の信号線によりシリアルに出力することも可能な
変位検出装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明の変位検出装置は、同軸的に配設した入力軸
および出力軸と、これらの入力軸および出力軸のそれぞ
れに装着した回転体と、前記入力軸と出力軸間に設けら
れ、前記入力軸と出力軸間における相対角変位を作用さ
せるように前記両軸間を弾性的に連結する弾性部材と、
前記一対の回転体のそれぞれに設けられたパルス発生手
段に対しそれぞれ対向配置された変位検出手段とを備
え、前記一対の回転体と変位検出手段とにより少なくと
もトルクを検出するように構成したものである。

【０００７】また、同軸的に配設した入力軸および出力
軸と、これらの入力軸および出力軸のそれぞれに装着し
た回転体と、前記入力軸と出力軸間に設けられ、前記入
力軸と出力軸間における相対角変位を作用させるように
前記両軸間を弾性的に連結する弾性部材と、前記一対の
回転体のそれぞれに設けられたパルス発生手段に対しそ
れぞれ対向配置された変位検出手段とを備え、前記一対
の回転体と変位検出手段とにより検出された信号を入力
し、これらの入力信号に基づきトルクの大きさ、回転速
度、回転方向を演算するための演算手段と、この演算手
段から得られたデータをシリアル通信フォーマット化手
段によりシリアルに出力するように構成したものであ
る。

【０００８】これらの構成により、トルク検出以外にも
回転方向、回転速度の同時検出ができるとともに各検出
信号を一本の信号線によりシリアルに出力することも可
能且つ小型、廉価な変位検出装置が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、同軸的に配設した入力軸および出力軸と、これらの
入力軸および出力軸のそれぞれに装着した回転体と、前
記入力軸と出力軸間に設けられ、前記入力軸と出力軸間
における相対角変位を作用させるように前記両軸間を弾
性的に連結する弾性部材と、前記一対の回転体のそれぞ
れに設けられたパルス発生手段に対しそれぞれ対向配置
された変位検出手段とを備え、前記一対の回転体と変位
検出手段とにより少なくともトルクを検出するように構
成したものであり、簡単、小型、且つ廉価な構造で少な
くともトルクを非接触で検出できるという作用を有す
る。

【００１０】請求項２に記載の発明は、同軸的に配設し
た入力軸および出力軸と、これらの入力軸および出力軸
のそれぞれに装着した回転体と、前記入力軸と出力軸間
に設けられ、前記入力軸と出力軸間における相対角変位
を作用させるように前記両軸間を弾性的に連結する弾性
部材と、前記一対の回転体のそれぞれに設けられたパル
ス発生手段に対しそれぞれ対向配置された変位検出手段
とを備え、前記一対の回転体と変位検出手段とにより検
出された信号を入力し、これらの入力信号に基きトルク
の大きさ、回転速度、回転方向を演算するための演算手
段と、この演算手段から得られたデータをシリアル通信
フォーマット化手段によりシリアルに出力するように構
成したものであり、トルク検出以外にも回転方向、回転
速度を同時に非接触で検出できるとともに各検出信号を
一本の信号線によりシリアルに出力することもできると
いう作用を有する。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、入力軸と出力軸を弾性
的に連結する部材がトルクを発生すると圧縮するスプリ
ングであるため、形状を小型化できるという作用を有す
る。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、入力軸と出力軸を弾性
的に連結する部材がトルクを発生すると伸張するスプリ
ングであるため、形状を小型化できるという作用を有す
る。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、入力軸と出力軸の摺動
部間に十字型オイルシールを挿入してあるため、装置内
部への水や埃などの侵入を防ぐという作用を有する。

【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、回転体が回転円板ある
いは回転ドラムであるため、パルス発生手段を種々の位
置に形成できるという作用を有する。

【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、変位検出手段がフォト
インタラプタよりなる光センサあるいは磁気センサであ
るため、装置を小型にできるばかりか非接触な検出が可
能となるという作用を有する。

【００１６】請求項８に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、回転円板あるいは回転ドラムが薄い金
属製の板からなるため、円板あるいはドラムに強度を維
持させたままで装置全体を薄くあるいは小型に構成でき
るという作用を有する。

【００１７】請求項９に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、回転円板あるいは回転ドラムに設けた
パルス発生手段は、それぞれ前記円板に同心的に複数列
設けられるかあるいは前記ドラムに同軸的に複数列設け
られ、前記複数列のパルス発生手段のそれぞれに対して
変位検出手段を対向配置させ、これらの変位検出手段か
らの出力信号をグレイコード出力するように構成されて
いるため、出力信号の誤りを少なくすることができると
いう作用を有する。

【００１８】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載の発明において、回転円板に設けたパルス発生手段が
前記円板の円周方向に沿って形成したスリットまたは窓
であり、光センサが透過型のフォトインタラプタである
ため、受光素子に透過光、遮蔽光の対応が明確になり、
Ｓ／Ｎ（信号とノイズの比率）を大きくできるという作
用を有する。

【００１９】請求項１１に記載の発明は、請求項９に記
載の発明において、回転円板に設けたパルス発生手段が
前記円板の円周方向に沿って形成した反射部材であり、
光センサが反射型のフォトインタラプタであるため、Ｓ
／Ｎは透過型に比べて若干小さいが、形状を小型化する
ことができるという作用を有する。

【００２０】請求項１２に記載の発明は、請求項９に記
載の発明において、回転ドラムに設けたパルス発生手段
が前記ドラムの外周に沿って形成したＮ，Ｓの磁極パラ
ーンであり、磁気センサがホール素子あるいは磁気抵抗
素子であるため、低消費電力化が可能であるという作用
を有する。

【００２１】請求項１３に記載の発明は、請求項１１に
記載の発明において、一対の回転円板はパルス発生手段
が１つの回転円板の表裏に形成されているため、形状を
より小型化できるという作用を有する。

【００２２】請求項１４に記載の発明は、請求項１に記
載の発明において、変位検出手段からの出力信号の幅を
測定することにより回転速度の検出を行うよう構成され
ているため、出力信号の幅検知の回路処理のみで、トル
ク以外に回転体の回転速度も同時に検出できるという作
用を有する。

【００２３】請求項１５に記載の発明は、請求項９また
は請求項１４に記載の発明において、回転円板あるいは
回転ドラムの少なくとも１つに対し、変位検出手段を追
加配置し、回転方向の検出ができるようにしているた
め、追加配置した変位検出手段との出力位相差により、
トルク以外に回転方向も同時に検出できるという作用を
有する。

【００２４】以下、本発明を実施の形態を示す図に基づ
いて詳細に説明する。（実施の形態１）図１は本発明の第１の実施の形態によ
る変位検出装置の断面図、図２は同装置の分解斜視図、
図３は同装置の検出回路の一例を示すブロック図、図４
は同装置のセンサ出力の波形図、図５は同装置に伸張ス
プリングを使用した場合の一部切欠斜視図、図６は同装
置に圧縮スプリングを使用した場合の一部切欠斜視図で
ある。

【００２５】図１から図５において、１は棒状の金属材
よりなる回転軸であり、大径の回転軸１ａが入力側、小
径の回転軸１ｂが出力側であるとする。２は合成樹脂よ
りなる入力軸であり、前記大径の回転軸１ａがしまりば
めの状態で嵌合される大径のハブ２ａを有し、その外周
に突設したツバ状部２ｃを有している。３は合成樹脂よ
りなる出力軸であり、前記小径の回転軸１ｂが同様にし
まりばめの状態で嵌合される小径のハブ３ｄとを有し、
前記入力軸２の外周に回転可能に嵌合されハブ３ａと外
周に突設したツバ状部３ｂとを有しており、前記入力軸
２のツバ状部２ｃと前記出力軸３のツバ状部３ｂが並置
される関係にある。４は前記入力軸２のツバ状部２ｃに
装着した金属材よりなる回転円板であり、５は前記出力
軸３のツバ状部３ｂに装着した金属材よりなる回転円板
であり、図２に示すように円周方向に沿って等間隔にそ
れぞれ複数個のスリット４ａ，５ａが形成されており、
当該スリット４ａ，５ａ以外の部分を遮光部として構成
している。６は前記入力軸２と前記出力軸３との間を弾
性的に連結する弾性部材としての伸張スプリングであ
り、具体的にはコイルスプリングよりなり、その一端が
前記入力軸２のツバ状部２ｃに突設した引掛部２ｄに、
その他端が前記出力軸３のツバ状部３ｂに突設した引掛
部３ｃに夫々係合されることにより、前記入力軸２と前
記出力軸３の相対運動に対して伸張する方向に移動さ
れ、その反力がトルク検出に利用される関係にある。７
は前記回転円板４に対して配設された変位検出手段とし
ての第１のセンサであり、一対の発光素子７ａと受光素
子７ｂを対向配置した透過型フォトインタラプタより構
成されている。８は前記回転円板５に対して配設された
変位検出手段としての第２のセンサであり、同様に一対
の発光素子８ａと受光素子８ｂを対向配置した透過型フ
ォトインタラプタより構成されている。ここで前記第
１、第２のセンサ７，８は回路基板９上に実装されてい
る。１０は前記入力軸２の外周に設けたリング状の溝２
ｅ内に挿入した十字型オイルシールであり、前記入力軸
３のハブ３ａとの間に構成された気密空間内に封入され
ている。

【００２６】１１は下ケース、１２は上ケースであり、
互に回転可能に結合した前記入力軸２と前記出力軸３と
の各ハブ２ａおよび３ａを回転可能に支承する軸受用透
孔１１ａ，１２ａを有し、前記上、下ケース１２，１１
間に前記回転円板４，５を装着した入出力軸２，３を収
容すると共に前記第１、第２のセンサ７，８が前記回転
円板４，５の外周の一部に収容されている。

【００２７】前記第１、第２のセンサ７，８はそれぞれ
回転円板４，５の回転時にスリット４ａ，５ａによる透
過光と遮蔽光に対応して受光素子７ｂ，８ｂから信号を
出力する。そして、２つの受光素子７ｂ，８ｂからの出
力信号はそれぞれ波形整形回路１３，１６でパルス波形
に整形される。この波形整形回路１３からの出力は図４
（ａ）に示すように波形整形されたのち、カウンタ回路
１４の出力によって回転数表示器１５に回転数が表示さ
れるものとなっている。また、位相差検出回路１７には
各種波形整形回路１３，１６からの出力パルスが入力さ
れており、この位相差検出回路１７は波形整形回路１３
の出力パルス波形に対して波形整形回路１６の出力パル
ス波形を比較して位相差を検出し、演算回路１８に入力
する。そして、この演算回路１８はトルクがかかってい
ないときの位相との差をとり、これをトルクの大きさに
換算してトルク表示器１９で表示するようになされてい
る。すなわち、回転軸１より動力が加えられる時、入力
軸２と出力軸３との間のスプリング６の伸張による回転
角度差の検出に際し、回転円板４に対する第１のセンサ
７の位相と回転円板５に対する第２のセンサ８の位相と
の関係を位相差検出回路１７で比較してその出力を演算
することにより、トルクがかかっていないときの位相
と、かかっているときの位相との位相差からトルクの大
きさを検出するものである。

【００２８】このように構成された変位検出装置におい
て、簡便のため、入、出力軸２，３間のスプリング６に
トルクがかかっていないときの位相の関係が同位相の場
合について動作を説明する。トルクがかかっていないと
きは、波形整形回路１３，１６の出力パルス波形は両方
とも図４（ａ）に示す波形となり、位相差検出回路１７
の出力の位相差が零であることが検出される。一方、ス
プリング６にトルクが加わると、入力軸２と出力軸３と
の間のスプリング６の伸張により回転角度差に比例して
トルクの大きさを検出する。このため、波形整形回路１
３からの出力パルス波形が図４（ａ）、波形整形回路１
６からの出力パルス波形が図４（ｂ）に示すような波形
となり、位相差検出回路１７の出力の位相差はΔｔ／ｔ
となって、そのΔｔがトルクの大きさに比例する。

【００２９】ここで、波形整形回路１３からの出力パル
ス波形が図４（ａ）、波形整形回路１６からの出力パル
ス波形が図４（ｂ）に示すような波形となるときは回転
方向が前記の動作例とは反対方向に回転していることを
示す。

【００３０】これによって演算回路１８は位相差検出回
路１７からの位相差に基づいてトルクの大きさを算出し
計測できる。したがって、本実施の形態１によると、光
電式パルス発生型の回転速度検出法を利用することによ
り、２つのセンサ７，８の出力信号から回転軸１の回転
速度とスプリング６にかかるトルクを同時に非接触で検
出することが可能になる。十字型オイルシール１０は入
力軸２と出力軸３の間から装置内部に水、埃などが侵入
しないように作用する。

【００３１】なお、前記実施の形態ではスリット４ａ，
５ａをそれぞれ複数個形成したが、等間隔であれば、測
定するトルク値の大きさ等に応じて隣り合うスリットに
よる波形との混同を生じない範囲で増やしてもよいし、
１個以上あればよい。また、回転軸１の断面は円形でな
くてもよい。

【００３２】なお、スプリング６はトルクにより伸張す
るように固定したが、図６に示すように引掛部３ｅ，２
ｆ間に圧縮するようにスプリング２３を固定しても同様
の効果が得られる。

【００３３】また、前記実施の形態では前記回転円板
４，５の材質を金属板としたが、他に樹脂等の加工また
は成型品としてもよく、透明な材質に遮光部には黒のイ
ンク等で印刷した窓の構成にしても同様の効果が得られ
る。

【００３４】なお、前記光センサは回転円板４，５に一
対のフォトインタラプタの例で示したが、フォトインタ
ラプタを回転円板に同心円的に複数列で設けたスリット
に対向させ、ノイズに強いグレイコード出力としたこと
でも実現できる。当然のことながら、光センサ出力を複
数個有するとコネクタ出力の数も多くなるので、光セン
サ出力をデジタルからアナログに変換出力するとコネク
タ出力を少なくできるメリットもある。

【００３５】なお、前記回転円板４，５は透過型の例を
示したが、回路円板を透過部では白色印刷、遮光部を黒
色印刷とする反射型回転円板とし、光センサが反射型フ
ォトインタラプタとする構成としてもよい。

【００３６】なお、前記実施の形態においては、回転円
板にパルス発生手段としてのスリット、窓や黒白のパタ
ーンを設け、変位検出手段としての光センサを用いた例
について説明したが、スリット、窓や黒白のパターンに
対応するように回転円板にＮ，Ｓの磁極を形成し、ホー
ル素子や磁気抵抗素子のような磁気センサを用いて検出
する構成も可能である。このような構成により、低消費
電力化を図ることも可能である。

【００３７】また、回転円板の代わりに回転ドラムのよ
うな回転体を用い、この外周に沿ってＮ，Ｓの磁極パタ
ーンを形成することも当然可能である。このように多様
な回転体を用いることでパルス発生手段を種々の位置に
形成することも可能となる。

【００３８】（実施の形態２）図７は本発明の第２の実
施の形態による変位検出装置の検出回路のブロック図、
図８は同装置に使用されるセンサの出力波形図である。
第１の実施の形態と異なるところは回転円板４に対して
発光素子（図示せず）と受光素子２３ｂを有する透過型
フォトインタラプタよりなる光センサを追加し、図８
（ｃ）に示すように第１のセンサ７に対して予め所定の
位相差Δｔ１を持つように構成したことである。図７に
おいて、２０は前記光センサの受光素子２３ｂの出力を
波形整形する波形整形回路であり、パルス波形に整形さ
れる。２１は位相差±検出回路、２２は回転方向表示器
である。位相差を持った受光素子７ｂ，２３ｂの信号
は、波形整形回路１３，２０で整形されたパルスを発
し、位相差±検出回路２１で２つのパルスの位相差が検
出され、例えば図８（ａ）と図８（ｃ）に示すような出
力パルスの比較を行ない図８（ａ）に示す信号が進んで
いれば＋方向（右回り）とし、図８（ｃ）に示す信号が
進んでいれば−方向（左回り）とする。受光素子７ｂの
信号波形、受光素子２３ｂの信号波形はそれぞれ図８
（ａ）、図８（ｃ）に示す通りであるため、受光素子７
ｂの信号波形が受光素子２３ｂの信号波形より進んでお
り、＋方向（右回り）であることを示している。また、
図７において前記位相差±検出回路２１で回転方向を判
定し回転方向表示器２２に表示される。

【００３９】なお、本実施の形態において、２個の光セ
ンサの出力から回転方向を判定したが、これは２個以上
であればよい。

【００４０】（実施の形態３）図９は本発明の第３の実
施の形態による変位検出装置の検出回路のブロック図、
図１０は同装置のシリアル通信フォーマットの概略仕様
図である。第２の実施の形態と異なるところは波形整形
回路１３，１６，２０にマイクロコンピュータ（以下マ
イコンと略す）２４を接続する点にある。マイコン２４
には発光ダイオード７ａ，８ａ，２３ａの各々の出力ま
たは、発光ダイオード７ａ，８ａ，２３ａの共通の出力
検知信号を接続し、発光ダイオードが断線または、ショ
ートしたことを検知できるように配線されている。受光
素子７ｂ，８ｂ，２３ｂの各出力信号は、それぞれ波形
整形回路１３，１６，２０に入力され、波形整形回路１
３，１６，２０を通過したそれぞれの出力信号はマイコ
ン２４に入力され、これらの入力信号に基づきマイコン
２４内の演算手段によりトルクの大きさ、回転速度、回
転方向がそれぞれ演算され、この演算手段から得られた
データはシリアル通信フォーマット化手段により一本の
信号線を通してシリアルに出力され（詳細は図１０に示
す）、バッファ機能を有する出力変換回路２５を経由し
た後コネクタ２７を通ってＥＣＵ（図示せず）に送出さ
れる。出力変換回路２５はマイコン２４の信号を電流増
幅してコネクタ２７に電流１ｍＡ以上流してコネクタ２
７の接触不良を防止するためのものである。入力変換回
路２６はコネクタ２７からの信号をマイコン２４に接続
するための電流変換回路である。

【００４１】図１０（ａ）にトルクの大きさに対応した
トルクデータ（ＤＡＴＡ１と略す）を示す。このデータ
は、１ビットからなるスタートビット（Ｓ０と略す）、
２ビットからなるデータの種類を示すビット（Ｔ０，Ｔ
１と略す）及び５ビットからなるデータ本体を示すビッ
ト（Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と略す）より構成さ
れる。

【００４２】図１０（ｂ）に回転速度データ（ＤＡＴＡ
２と略す）を示す。このデータの構成も図１０（ａ）に
示すＤＡＴＡ１と同様である。

【００４３】図１０（ｃ）に発光ダイオード７ａ，８
ａ，２３ａの断線及びショート、受光素子７ｂ，８ｂ，
２３ｂや波形整形回路１３，１６，２０の異常を知らせ
るためのフェールデータ（ＤＡＴＡ３と略す）を示す。
このデータの構成も図１０（ａ）に示すＤＡＴＡ１と同
様である。

【００４４】図１０（ｄ）にＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２及
びＤＡＴＡ３を一本の信号線によりシリアルに送信する
例を示す。

【００４５】また、ここには記述されていないが回転方
向の判別データをシリアルに送信することも当然可能で
ある。

【００４６】シリアルに送信された異常を示す前記ＤＡ
ＴＡ３に基づいて、外部ＥＣＵよりコネクタ２７を介し
もう一本の信号線から直ちにマイコン２４にＤＡＴＡ
１，ＤＡＴＡ２の送信を中断させる信号を送ることも可
能である。

【００４７】本実施の形態においては、別の信号線を利
用してＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２の送信を中断させる説明
を行なったが、マイコン２４の中の演算手段による処理
に基づいてシリアル通信フォーマット化手段よりＤＡＴ
Ａ１，ＤＡＴＡ２のみ又はＤＡＴＡ３のみをシリアルに
送信させることも可能である。

【００４８】また、通信速度の制約上最初からＤＡＴＡ
１，ＤＡＴＡ２のみをシリアルに送信させることも当然
可能である。

【００４９】本実施の形態においては、入力用と出力用
の２本の信号線を用いる例について説明したが、タイム
シェアリングすることですべてを一本の信号線で構成す
ることも可能である。

【００５０】なお、本実施の形態において、回転円板と
発光ダイオードと受光ダイオードとの組み合わせの例に
ついて説明したが、第１の実施の形態においても説明し
た通り回転円板や回転ドラムにＮ，Ｓの磁極を形成し、
磁気センサを用いて検出する構成であっても当然構わな
い。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、構造が簡
単で、小型、低廉でありながら回転体の回転方向、回転
速度とトルクを同時に且つ非接触で検出できるとともに
各検出信号を一本の信号線によりシリアルに出力するこ
とも可能であるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による変位検出装置
の断面図

【図２】同装置の分解斜視図

【図３】同装置の検出回路の一例を示すブロック図

【図４】同装置のセンサの出力波形図

【図５】同装置に伸張スプリングを使用した場合の一部
切欠斜視図

【図６】同装置に圧縮スプリングを使用した場合の一部
切欠斜視図

【図７】本発明の第２の実施の形態による変位検出装置
の検出回路のブロック図

【図８】同装置のセンサの出力波形図

【図９】本発明の第３の実施の形態による変位検出装置
の検出回路のブロック図

【図１０】同装置のシリアル通信フォーマットの概略仕
様図

【符号の説明】

１回転軸１ａ大径の回転軸１ｂ小径の回転軸２入力軸２ａ大径のハブ２ｃツバ状部２ｄ引掛部２ｅ溝２ｆ引掛部３出力軸３ａハブ３ｂツバ状部３ｃ引掛部３ｄ小径のハブ３ｅ引掛部４回転円板５回転円板６伸張スプリング７第１のセンサ７ａ発光素子７ｂ受光素子８第２のセンサ８ａ発光素子８ｂ受光素子９回路基板１０十字型オイルシール１１下ケース１１ａ軸受用透孔１２上ケース１２ａ軸受用透孔１３波形整形回路１４カウンタ回路１５回転数表示器１６波形整形回路１７位相差検出回路１８演算回路１９トルク表示器２０波形整形回路２１位相差±検出回路２２回転方向表示器２３スプリング２３ａ発光素子２３ｂ受光素子２４マイコン２５出力変換回路２６入力変換回路２７コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者栗原功光大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同軸的に配設した入力軸および出力軸
と、これらの入力軸および出力軸のそれぞれに装着した
回転体と、前記入力軸と出力軸間に設けられ、前記入力
軸と出力軸間における相対角変位を作用させるように前
記両軸間を弾性的に連結する弾性部材と、前記一対の回
転体のそれぞれに設けられたパルス発生手段に対しそれ
ぞれ対向配置された変位検出手段とを備え、前記一対の
回転体と変位検出手段とにより少なくともトルクを検出
するように構成した変位検出装置。
【請求項２】同軸的に配設した入力軸および出力軸
と、これらの入力軸および出力軸のそれぞれに装着した
回転体と、前記入力軸と出力軸間に設けられ、前記入力
軸と出力軸間における相対角変位を作用させるように前
記両軸間を弾性的に連結する弾性部材と、前記一対の回
転体のそれぞれに設けられたパルス発生手段に対しそれ
ぞれ対向配置された変位検出手段とを備え、前記一対の
回転体と変位検出手段とにより検出された信号を入力
し、これらの入力信号に基づきトルクの大きさ、回転速
度、回転方向を演算するための演算手段と、この演算手
段から得られたデータをシリアル通信フォーマット化手
段によりシリアルに出力するように構成した変位検出装
置。
【請求項３】入力軸と出力軸を弾性的に連結する部材
がトルクを発生すると圧縮するスプリングである請求項
１または請求項２に記載の変位検出装置。
【請求項４】入力軸と出力軸を弾性的に連結する部材
がトルクを発生すると伸張するスプリングである請求項
１または請求項２に記載の変位検出装置。
【請求項５】入力軸と出力軸の摺動部間に十字型オイ
ルシールを挿入した請求項１または請求項２に記載の変
位検出装置。
【請求項６】回転体は回転円板あるいは回転ドラムで
ある請求項１または請求項２に記載の変位検出装置。
【請求項７】変位検出手段はフォトインタラプタより
なる光センサあるいは磁気センサである請求項１または
請求項２に記載の変位検出装置。
【請求項８】回転円板あるいは回転ドラムは薄い金属
製の板からなる請求項６に記載の変位検出装置。
【請求項９】回転円板あるいは回転ドラムに設けたパ
ルス発生手段は、それぞれ前記円板に同心的に複数列設
けられるかあるいは前記ドラムに同軸的に複数列設けら
れ、前記複数列のパルス発生手段のそれぞれに対して変
位検出手段を対向配置させ、これらの変位検出手段から
の出力信号をグレイコード出力するように構成された請
求項６に記載の変位検出装置。
【請求項１０】回転円板に設けたパルス発生手段が前
記円板の円周方向に沿って形成したスリットまたは窓で
あり、光センサが透過型のフォトインタラプタである請
求項９に記載の変位検出装置。
【請求項１１】回転円板に設けたパルス発生手段が前
記円板の円周方向に沿って形成した反射部材であり、光
センサが反射型のフォトインタラプタである請求項９に
記載の変位検出装置。
【請求項１２】回転ドラムに設けたパルス発生手段が
前記ドラムの外周に沿って形成したＮ，Ｓの磁極パラー
ンであり、磁気センサがホール素子あるいは磁気抵抗素
子である請求項９に記載の変位検出装置。
【請求項１３】一対の回転円板はパルス発生手段が１
つの回転円板の表裏に形成されることにより構成された
請求項１１に記載の変位検出装置。
【請求項１４】変位検出手段からの出力信号の幅を測
定することにより回転速度の検出を行うよう構成された
請求項１に記載の変位検出装置。
【請求項１５】回転円板あるいは回転ドラムの少なく
とも１つに対し、変位検出手段を追加配置し、回転方向
の検出ができるように構成した請求項９または請求項１
４に記載の変位検出装置。