JPS58167934A - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
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- JPS58167934A JPS58167934A JP5219182A JP5219182A JPS58167934A JP S58167934 A JPS58167934 A JP S58167934A JP 5219182 A JP5219182 A JP 5219182A JP 5219182 A JP5219182 A JP 5219182A JP S58167934 A JPS58167934 A JP S58167934A
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- yoke
- air gap
- magnetic flux
- torque
- transmission shafts
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、伝達トルクを検出するトルク検出装置に関
する。
する。
一般に、伝達トルクの計測や過負荷保護対策として１回
転駆動源と負荷との間にトルク検出装置が設けられてい
る場合がある。このトルク検出装置には、伝達軸に歪ゲ
ージを貼付し、この伝達軸に生じる歪を検出して伝達ト
ルクを計測するもの或いは、伝達軸を２分割してこの両
伝達軸をスプリングやゴムなどの弾性体により連結し９
両伝達軸の相対回転角を検出して伝達トルクを計測する
ものなどがある。
転駆動源と負荷との間にトルク検出装置が設けられてい
る場合がある。このトルク検出装置には、伝達軸に歪ゲ
ージを貼付し、この伝達軸に生じる歪を検出して伝達ト
ルクを計測するもの或いは、伝達軸を２分割してこの両
伝達軸をスプリングやゴムなどの弾性体により連結し９
両伝達軸の相対回転角を検出して伝達トルクを計測する
ものなどがある。
これらトルク検出装置に２いて、伝達軸のトルク検出の
場合、この伝達軸が回転しているので。
場合、この伝達軸が回転しているので。
伝達軸の検知部より検出信号を外部に取出すため或いは
検出に必要な電力を外部から検知部に送るため、スリッ
プリングや誘導コイルカップリングなどを設ける必要が
あった。
検出に必要な電力を外部から検知部に送るため、スリッ
プリングや誘導コイルカップリングなどを設ける必要が
あった。
しかし、このスリップリングでは接触の信頼性が低り、
シかもノイズが発生するという問題があり、筐た誘導コ
イルカップリングでは伝璋ロスが太きいという問題かあ
つＴコ。そして、何れの場合においても伝達軸の構造を
大幅に変更しなければならず、高価になるという問題が
あった。
シかもノイズが発生するという問題があり、筐た誘導コ
イルカップリングでは伝璋ロスが太きいという問題かあ
つＴコ。そして、何れの場合においても伝達軸の構造を
大幅に変更しなければならず、高価になるという問題が
あった。
そこで、外部と伝達軸とを無接触で伝達トルクを検出す
るようにしたものがある。このトルク検出装置は、第１
図に示すように、同心上に第１伝達軸ａと第２伝達軸す
とが配置され、この第２伝達軸すの筒状端部に第１伝達
軸ａを挿入して両伝達軸ａ及びｂがスプリングＣにより
連結される一万１両伝達軸ａ、ｂに検出板ｄ及びｅがそ
れぞれ固着され、この検出板ｄ、ｅの局面に凹凸部ｆ。
るようにしたものがある。このトルク検出装置は、第１
図に示すように、同心上に第１伝達軸ａと第２伝達軸す
とが配置され、この第２伝達軸すの筒状端部に第１伝達
軸ａを挿入して両伝達軸ａ及びｂがスプリングＣにより
連結される一万１両伝達軸ａ、ｂに検出板ｄ及びｅがそ
れぞれ固着され、この検出板ｄ、ｅの局面に凹凸部ｆ。
ｇが形成され、この凹凸部ｆ１ｇと所定間隔を存してセ
ンサｈが設けられて構成され、このセンサｈが両凹凸部
ｆ９ｇのずれより両伝達軸ａ、ｂの相対回転角を光学的
或いは磁気的に検出し、伝達トルクを計測するようにし
ている。
ンサｈが設けられて構成され、このセンサｈが両凹凸部
ｆ９ｇのずれより両伝達軸ａ、ｂの相対回転角を光学的
或いは磁気的に検出し、伝達トルクを計測するようにし
ている。
しかしなから、このトルク検出装置においては。
一方の凹凸部ｆ又はｇによる検知信号を時間的或いは信
号レベル的に基準とし、他方の凹凸部ｇ又はｆによる検
知信号を前記基準検知信号と比較しなければならないの
で、この基準検知信号が特定値にならないと１両伝達軸
ａ、ｂの相対回転角を検出することができない。従って
、伝達軸ａ又はｂの静止時を含む低速回転時には伝達ト
ルクを計測できないという欠点があつ１こ。
号レベル的に基準とし、他方の凹凸部ｇ又はｆによる検
知信号を前記基準検知信号と比較しなければならないの
で、この基準検知信号が特定値にならないと１両伝達軸
ａ、ｂの相対回転角を検出することができない。従って
、伝達軸ａ又はｂの静止時を含む低速回転時には伝達ト
ルクを計測できないという欠点があつ１こ。
この発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので伝達軸の
一方が静止状態でも無接触で伝達トルクを検出できるよ
うにしＴこトルク検出装置を提供するものである。
一方が静止状態でも無接触で伝達トルクを検出できるよ
うにしＴこトルク検出装置を提供するものである。
すなわち、この発明は、２本の伝達軸の一方にマグネッ
トを１両軸に磁性材料のヨークをそれぞれ固着し１両ヨ
ークの対向面に２箇所以上エアーギャップを形成し、１
箇所以上のエアーギヤングのヨーク対向面に凹凸部を形
成し、１箇所のエアーギャップのヨーク対向面間隔を一
定にして磁気センサを介設し、前記両伝遜軸の相対回転
角により前記凸部の対向面積又はギャップ間隔か変化し
この変化により生じる磁束変化を前記磁気センサが検出
して伝達トルクを計測することを特徴とするものである
。
トを１両軸に磁性材料のヨークをそれぞれ固着し１両ヨ
ークの対向面に２箇所以上エアーギャップを形成し、１
箇所以上のエアーギヤングのヨーク対向面に凹凸部を形
成し、１箇所のエアーギャップのヨーク対向面間隔を一
定にして磁気センサを介設し、前記両伝遜軸の相対回転
角により前記凸部の対向面積又はギャップ間隔か変化し
この変化により生じる磁束変化を前記磁気センサが検出
して伝達トルクを計測することを特徴とするものである
。
以下９図面に示す実施例に基づいて、この発明の詳細な
説明する。
説明する。
第２図及び第３図に示すように、１はトルク検出装置で
あって、第１伝達軸２と第２伝達軸６間の伝達トルクを
検出するものである。
あって、第１伝達軸２と第２伝達軸６間の伝達トルクを
検出するものである。
この第１伝達軸２の端部は円筒状に形成されており、軸
端に内向きのフランジ２ａが形成されている。第２伝゛
達軸６は第１伝達軸２と同心上に配設され、端部が第１
伝達軸２内に挿入されており外向きの７ランジ５ａが形
成されている。両伝達軸２．３は両７ランジ２ａ、５ａ
間にスプリング４（弾性体）が介設されて連結されると
共に１両伝達軸２．３間にベアリング５が設けられてい
る。
端に内向きのフランジ２ａが形成されている。第２伝゛
達軸６は第１伝達軸２と同心上に配設され、端部が第１
伝達軸２内に挿入されており外向きの７ランジ５ａが形
成されている。両伝達軸２．３は両７ランジ２ａ、５ａ
間にスプリング４（弾性体）が介設されて連結されると
共に１両伝達軸２．３間にベアリング５が設けられてい
る。
更に、第１伝達軸２の端部には円筒状の第１ヨーク６が
嵌合固着されている。他方、第２伝達軸６の端部には第
１ヨーク６より大径の円筒状の第２ヨーク７が支持材８
を介して固着されており。
嵌合固着されている。他方、第２伝達軸６の端部には第
１ヨーク６より大径の円筒状の第２ヨーク７が支持材８
を介して固着されており。
第１ヨーク６の外周面と第２ヨーク７の内周面とは対面
している。
している。
第１ヨーク６と第２ヨーク７とは磁性材料で形成されて
おり、第１ヨーク６の端部にはリング状のマグネット９
が嵌合固定されている。このマグネット９の外周面とｗ
、２ヨーク７の内周面との間には小間隔の隔隙１０が存
しており、この間隙１０は周回方向に一定に構成されて
いる。
おり、第１ヨーク６の端部にはリング状のマグネット９
が嵌合固定されている。このマグネット９の外周面とｗ
、２ヨーク７の内周面との間には小間隔の隔隙１０が存
しており、この間隙１０は周回方向に一定に構成されて
いる。
ま１こ、第１ヨーク６の外周面及び第２ヨーク７の内周
面には中央部及び端部にリング状の突起６ａ、６ｂ及び
７ａ、７ｂが相対向位置に形成されて、リング状のエア
ーギャップ１１及び１２が２箇所形成され、マグネット
９からの磁束はＷＡ２ヨーク７より両エアーギャップ１
１．１２を通って第１ヨーク６よシ戻ることになる。
面には中央部及び端部にリング状の突起６ａ、６ｂ及び
７ａ、７ｂが相対向位置に形成されて、リング状のエア
ーギャップ１１及び１２が２箇所形成され、マグネット
９からの磁束はＷＡ２ヨーク７より両エアーギャップ１
１．１２を通って第１ヨーク６よシ戻ることになる。
前記中央°エアーギャップ１１において１両中央 ゛突
起６ａ、７ａの対向面には凹部６ｃ ＋ ７ｃと凸部６
ａ 、７ｄが正弦波状に形成されている。この凹部６ｃ
、７ｃと凸部６ａ 、７ｄとは両伝達軸２゜５の静止時
に相対応しており、凸部６ｃｔ、７ｃｔ間のエアーギャ
ップ間隔が小さく１両伝達軸２．５の相対回転角が大き
くなるに従って両凸部６ｄ。
起６ａ、７ａの対向面には凹部６ｃ ＋ ７ｃと凸部６
ａ 、７ｄが正弦波状に形成されている。この凹部６ｃ
、７ｃと凸部６ａ 、７ｄとは両伝達軸２゜５の静止時
に相対応しており、凸部６ｃｔ、７ｃｔ間のエアーギャ
ップ間隔が小さく１両伝達軸２．５の相対回転角が大き
くなるに従って両凸部６ｄ。
７ｄがずれてギャップ間隔が大きくなるように構成され
ている。葦た。各凹凸部６ｃ、６ｄ及び。
ている。葦た。各凹凸部６ｃ、６ｄ及び。
７ｃ、７ｄのピッチ角は最大相対回転角より大さく形成
され、伝達トルクが大きくなって相対回転角が大きくな
ってもギャップ間隔が小さくなるこ−とけない。
され、伝達トルクが大きくなって相対回転角が大きくな
ってもギャップ間隔が小さくなるこ−とけない。
一方、ｉｓエアーギャップ１２において１両端部突起６
ｂ、７ｂの対向面が同心円に形成され。
ｂ、７ｂの対向面が同心円に形成され。
ギャップ間隔か周回方向に一定に構成され、この端部エ
アーギャップ１２内に磁気センサ１６が介設されている
。この磁気セン父１３は端部エアーギャップ１２の磁束
を検出するもので１両端部突起６ｂ、７ｂに無接触で外
部に支持されている。
アーギャップ１２内に磁気センサ１６が介設されている
。この磁気セン父１３は端部エアーギャップ１２の磁束
を検出するもので１両端部突起６ｂ、７ｂに無接触で外
部に支持されている。
次に、伝達トルクの検出動作について説明する。
先ず１両伝達軸２．５が静止状態に２いては、中央エア
ーギャップ１１０両ヨーク６１．７の凹部６ｃ６ｄと凸
部６ａ 、７ｄとは互いに対向し１両凸部６ｄ 、７ｄ
のギャップ間隔が最も小さくなっている０ 従って、マグネット９からの磁束は、第４図（ａ）に示
すように、端部エアーギャップ１２の磁気抵抗が大きい
１こめ、第２ヨーク７から中央エアーギャップ１１を通
り、累１ヨーク６に戻ることになり、端部エアーギャッ
プ１２の磁束密度は小さくこの磁束を磁気センサ１３が
検出する。
ーギャップ１１０両ヨーク６１．７の凹部６ｃ６ｄと凸
部６ａ 、７ｄとは互いに対向し１両凸部６ｄ 、７ｄ
のギャップ間隔が最も小さくなっている０ 従って、マグネット９からの磁束は、第４図（ａ）に示
すように、端部エアーギャップ１２の磁気抵抗が大きい
１こめ、第２ヨーク７から中央エアーギャップ１１を通
り、累１ヨーク６に戻ることになり、端部エアーギャッ
プ１２の磁束密度は小さくこの磁束を磁気センサ１３が
検出する。
続いて、伝達トルクがかかると９両伝達軸２゜３間に相
対回転角が生じ１例えば、第１伝達軸２のみか僅かに回
転した場合１両ヨーク６．７の凹部６ ’ ＊ ７ Ｃ
と凸部６ａ 、７ｄとの相対位置が移動し、対向する凸
部６ｄ 、７ｄが離隔し、ギャップ間隔が大きくなる。
対回転角が生じ１例えば、第１伝達軸２のみか僅かに回
転した場合１両ヨーク６．７の凹部６ ’ ＊ ７ Ｃ
と凸部６ａ 、７ｄとの相対位置が移動し、対向する凸
部６ｄ 、７ｄが離隔し、ギャップ間隔が大きくなる。
従って、マグネット９からの磁束は、第４図（ｂ）に示
すように、中央エアーギャップ１１の磁気抵抗が逆に大
きくなる１こめ、第２ヨーク７から端部エアーギャップ
１１を通り、第１ヨーク６に戻ることになり、端部エア
ーギャップ１２の磁束密度は大きくなる。この磁束を磁
気センサ１３が検出して伝達トルクを計測することにな
る。
すように、中央エアーギャップ１１の磁気抵抗が逆に大
きくなる１こめ、第２ヨーク７から端部エアーギャップ
１１を通り、第１ヨーク６に戻ることになり、端部エア
ーギャップ１２の磁束密度は大きくなる。この磁束を磁
気センサ１３が検出して伝達トルクを計測することにな
る。
すなわち、伝達トルクの大きさにより、中央エアーギャ
ップ１１のギャップ間隔が叢化し、この変化に伴って端
部エアーギャップ１２の磁束密度が変化することになり
、この磁束変化を検出して伝達トルクを計測する。
ップ１１のギャップ間隔が叢化し、この変化に伴って端
部エアーギャップ１２の磁束密度が変化することになり
、この磁束変化を検出して伝達トルクを計測する。
この伝達トルクの計測は両伝達軸２．５の低速回転時で
も通常回転時でも同様である。
も通常回転時でも同様である。
尚、この実施例において、エアーギャップは２箇所形成
したが、６箇所以上形成してもよく、２箇Ｍ上のエアー
ギャップのヨーク対向面に凹凸部を形成してもよい。
したが、６箇所以上形成してもよく、２箇Ｍ上のエアー
ギャップのヨーク対向面に凹凸部を形成してもよい。
まｔこ、凹部６ｃ 、７ｃに凸部６ｃｔ 、７ｄとは矩
形波状に形成してもよく１両凸部６ａ 、７ｃｔの対向
面積の変化により生じる磁束変化を検出するようにして
もよい。
形波状に形成してもよく１両凸部６ａ 、７ｃｔの対向
面積の変化により生じる磁束変化を検出するようにして
もよい。
更に、マグネット９は第２ヨーク７に設けてもよい。
以上のようにこの発明によれば、同心上の２本の伝達軸
の一方にマグネットを１両軸に磁性材料のヨークをそれ
ぞれ同着し１両ヨークの対向面に２箇所以上エアーギャ
ップを形成し、１箇所以上〕のエアーギャップのヨーク
対向面に凹凸部を形成し、１箇所のエアーギャップのヨ
ーク対向面間隔を一定にして磁気センサを介設し、Ｎ記
両伝達軸の相対回転角により前記凸部の対向面積又はギ
ャップ間隔が変化し、この変化により生じる磁束変化を
前記磁気センサが検出するようにしｔこために両伝達軸
の低速回転時及び一方の伝達軸の静止時においても伝達
トルクを検出することができる。
の一方にマグネットを１両軸に磁性材料のヨークをそれ
ぞれ同着し１両ヨークの対向面に２箇所以上エアーギャ
ップを形成し、１箇所以上〕のエアーギャップのヨーク
対向面に凹凸部を形成し、１箇所のエアーギャップのヨ
ーク対向面間隔を一定にして磁気センサを介設し、Ｎ記
両伝達軸の相対回転角により前記凸部の対向面積又はギ
ャップ間隔が変化し、この変化により生じる磁束変化を
前記磁気センサが検出するようにしｔこために両伝達軸
の低速回転時及び一方の伝達軸の静止時においても伝達
トルクを検出することができる。
すなわち、基準となる信号を用いずに１両伝達軸の相対
回転角による磁束変化をオリ用するので、倒れの伝達ト
ルクをも確実に検出することができる０
回転角による磁束変化をオリ用するので、倒れの伝達ト
ルクをも確実に検出することができる０
第１図は従来のトルク検出装置の中央縦断面図。
第２図はこの発明のトルク検出装置の甲央縦町面図、第
３図（＆）（ｂ）（ｅ）は第２図（ａ） −（ａ）線、
（ｂ）−（ｂ）Ｍｌ及（ｅ） −（ｅ）線における両ヨ
ークの断面端面図、第４図（ａ）（ｂ）は磁束変化を示
す両ヨークの概略構成図である０ １；トルク検出装置、２・５；伝達軸 ４；スプリング ５；ベアリング ６・７；ヨーク ６ａ−６ｂ−７ａ−７ｂ；突起 ６Ｃ・７Ｃ；凹部、 ６ｄ・７ｄ、凸部８；支持材、
９；マグネット １０；間隙、１１・１２暮エアーキャップ１３；磁気セ
ンサ 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 中 村 茂 信 秦 １！！１ 寥２ 面 集３聞 （ｂ） （ｃ）口 亮４凹
３図（＆）（ｂ）（ｅ）は第２図（ａ） −（ａ）線、
（ｂ）−（ｂ）Ｍｌ及（ｅ） −（ｅ）線における両ヨ
ークの断面端面図、第４図（ａ）（ｂ）は磁束変化を示
す両ヨークの概略構成図である０ １；トルク検出装置、２・５；伝達軸 ４；スプリング ５；ベアリング ６・７；ヨーク ６ａ−６ｂ−７ａ−７ｂ；突起 ６Ｃ・７Ｃ；凹部、 ６ｄ・７ｄ、凸部８；支持材、
９；マグネット １０；間隙、１１・１２暮エアーキャップ１３；磁気セ
ンサ 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 中 村 茂 信 秦 １！！１ 寥２ 面 集３聞 （ｂ） （ｃ）口 亮４凹
Claims (2)
- （１）同心上に配置されｔコ２本の伝達軸が弾性体を介
して連結され、この両伝遜軸の相対回転角より伝達トル
クを検出するトルク検出装置において。 前記伝達軸の何れか一方にリング状のマグネットが固着
され１両伝達軸に磁性材料で形成されたヨークが同着さ
れ、この両ヨークの対向面にリング状のエアーギャップ
が２箇所以上形成され、このエアーキャップのうち１箇
所以上のエアーギヤ°ツブのヨーク対向面に相対応して
凹凸部が形成される一方、前記エアーギャップのうち１
箇所のエアーキャップのヨーク対向面間隔が一定に形成
され、このエアーギャップに磁気センサが介設され、前
記両伝達軸の相杓回転角により前記凸部の対向面積又は
ギャップ間隔が変化し、この変化により生じる磁束変化
を前記磁気センサが検出するようにしたことを特徴とす
るトルク検出装置。 - （２）前記凹凸部は、１箇所のエアーギャップのヨーク
対向面に形成され、はぼ正弦波状に形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のトルク検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5219182A JPS58167934A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5219182A JPS58167934A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | トルク検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58167934A true JPS58167934A (ja) | 1983-10-04 |
| JPH039414B2 JPH039414B2 (ja) | 1991-02-08 |
Family
ID=12907899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5219182A Granted JPS58167934A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58167934A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2612633A1 (fr) * | 1987-03-17 | 1988-09-23 | Alsthom Cgee | Couplemetre a effet vernier |
| US4984474A (en) * | 1988-09-30 | 1991-01-15 | Copal Company Limited | Torque sensor |
| WO1995014914A1 (fr) * | 1993-11-26 | 1995-06-01 | Labinal | Dispositif de mesure differentielle de couple |
| DE19816568A1 (de) * | 1998-04-15 | 1999-11-04 | Bosch Gmbh Robert | Sensoranordnung zur Erfassung eines Drehmoments und/oder eines Drehwinkels |
| JP2006162460A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Kayaba Ind Co Ltd | トルクセンサ |
-
1982
- 1982-03-29 JP JP5219182A patent/JPS58167934A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2612633A1 (fr) * | 1987-03-17 | 1988-09-23 | Alsthom Cgee | Couplemetre a effet vernier |
| EP0285827A2 (fr) * | 1987-03-17 | 1988-10-12 | Société Anonyme dite: CEGELEC | Couplemètre à effet vernier |
| US4984474A (en) * | 1988-09-30 | 1991-01-15 | Copal Company Limited | Torque sensor |
| WO1995014914A1 (fr) * | 1993-11-26 | 1995-06-01 | Labinal | Dispositif de mesure differentielle de couple |
| FR2712982A1 (fr) * | 1993-11-26 | 1995-06-02 | Labinal | Dispositif de mesure différentielle de couple. |
| US5705756A (en) * | 1993-11-26 | 1998-01-06 | Labinal | Differential torque measuring device |
| DE19816568A1 (de) * | 1998-04-15 | 1999-11-04 | Bosch Gmbh Robert | Sensoranordnung zur Erfassung eines Drehmoments und/oder eines Drehwinkels |
| JP2006162460A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Kayaba Ind Co Ltd | トルクセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH039414B2 (ja) | 1991-02-08 |
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