JPS59173726A - トルク検出器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 従来、内燃機関や電動機のような原動機のトルクを測定
するには、例えば捩れに応じて抵抗値の変化する歪計を
（ロ）転軸の周面に貼付し、これら歪計の抵抗値の変化
をスリップリングを通して取り吊子ことにより回転軸の
捩れを測定する方法か採用されているが、スリップリン
グの接触不良にょる誤差の混入は免れ得ず、またこの方
法ではトルクの方向を検出することが困難であるなどの
欠点があった。

一方、回転軸の両端に歯車またはスリットを設けた円板
を取り付け、電磁ピックアップまたはフォトカブラによ
り回転軸の捩れを測定し、これによりトルクを求める方
法もあるが、このような方法での検出は複雑な電子回路
を必要とし、また低回転における検出が困姉であるなど
の欠点があった。その上、回転軸の捩れによる感度は、
軸の半径が小さい程高くなるが、破壊強度は小さくなる
ので軸の半径には限度があり、長さを長くせねばならず
、検出器が大形になるという欠点もあった。

この発明は上述のような諸欠点を除くためになされたも
ので、トルクを軸間の位相差に変換するトルク・位相変
換部と、軸間の位相を液量に変換、する位相・液量変換
部を軸内に設けることにより、トルクとその方向を測定
することかできる小形で簡単な構造のトルク検出器を提
供することを目的としている。

以下この発明の一実施例を図について・説明する。

第１図Ｇ、：、おいて、（１）は入力回転軸で、後述す
るように、その内部にトルり・位相変換部、位相・油量
変換部、及び油路を設けている。（２）は出力回転軸、
（３）はスプリング（６）により會勢されているピスト
ン、（４）はボール、（５）はベアリングで、これら（
２）乃至（６ンにより入力回転軸（１）内のトルり・位
相変換部を構成する。（７）は出力回転軸（２）と接合
した斜板、（８）はボール、（９）はスプリング（Ｉυ
により付勢されているピストン、Ｏｑはオイルシールで
、これら（７）乃至０ηにより入力回転軸（１）内の位
相・油気変換部を構成する。（２）は内部に油路とシリ
ンダを有する軸受、ａａ　（＋４）頭はオイルシール、
ＯＱは上記軸受（２）内のシリンダに取り付けられたピ
ストン、α力は上記ピストンＯＱと連結された位置検出
器、α榎は入力回転軸（１）及び軸受（６）の油路を通
り、上記ピストン（９）の変位をピストンＱ［９の変位
として伝える油である。

次に動作について説明する。入力回転軸（１）と出力回
転軸（２）との間にトルクが生じると、軸間に捩れの力
か働き、第２図（インに示すようにボール（４）に（ロ
）転方向の力Ｐ、が加わる。出力回転軸（２）の端面の
ボール（４）に従する部分の形状を第２図←）のように
すると、ボール（４）に加わる軸方向の力Ｐ鵞は回転方
向の力Ｐｌと傾斜角θ友によって次のように表わされる
。

Ｐｇ−１”　ｌ　　ＩＰ＋　ｌは回転方向の力Ｐ１の絶
対値−〇。

ボール（４）と出力軸（２）の端面との接点と、回転中
心上の距離をｌｌとすると、トルクＴによってボール（
４）に加わる（口）転方向の力Ｐ！は次のように表わさ
れＰ！はトルクＴの式で表わされる。

−一ヒロー　ＩＴｌはトルクの絶対値 Ｐ、　＝　−Ｐ寞− １、１，ｔａＩＩθ電 また、ボール（４）を介してピストン（３）に加えられ
た軸方向の力Ｐｇは、スプリング（６）を縮め、スプリ
ング（６）のはね反力と釣り合う。スプリング（６ンの
はね定数をＫ、ピストン（３）の変位をχ１とすると、
χ里は次のようになる。

Ｐｇ　−１１Ｌ− Ｋ　　Ｋ７＋Ｌａｎθ１ こ（／Ｊときの入力同転軸（１）と出力回転軸（２）の
位相差をθ寓とすると、ｖ！は次のようになる。

８６０　　　　　８６０１Ｔｌ θ′−２π１１−θ、χ”−５１７石ｑ位相差θ、はト
ルクＴの絶対値に比例する。また第２図（イ）からも明
らかなように、位相差θ２と変位χ夏はトルクの方向と
は無関係で、これらはトルク・位相変換部の機能である
。

次に、斜板（７）のボール（８）と接する部分の形状を
第２図（ロ）のように形ｔ？、Ｔると、ボール（８）σ
〕変位χ。

σ〕絶対値は位相差θ！に比例し、変位χ１はトルクＴ
と比例する。ボール（８）と斜板（７）の接点の回転軸
中心からの距離を１．、斜板（７）のボール（８）と接
する部分の回転方向に対する傾斜角を０１とすると、ボ
ール（８）の変位χ！は次のように表わされる。

ここで油ａ匂はピストン（９）の変位をピストンａｅｊ
に伝えている。ピストン（ＩＱの変位をχ３、ボアを８
３、ピストン（９）のボアをＳｓとすると、χ１は次の
ようになる。

χ・−智＝ｒ△べ汝・ トルクの大キさとその方向は、ピストンｃｔｂのトルク
零のときの位置を基準にして、その変位を位置奔出器α
ηにより測定することにより検出可能である。

以上のようにこの発明によれは、トルクを軸内のトルク
・位相変換部と、同じく軸内の位相・液量変換部で液量
に変換し、静止部のセンサで測定するため、小形で簡単
な構造のトルク検出器が得られ、それにより容易にトル
クの大きさとその方向の検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示Ｔ断面側面図、第２図
（イ）（ロ）は動作説明用のベクトル図である。 図中、（１）は入力回転軸、（２）は出力回転軸、（３
）はピストン、（４）はボール、（５）はベアリング、
（６）はスプリング、（７）は斜板、（８）はボール、
（９）はピストン、０ｑはオイルシール、αυはスプリ
ング、四は軸受、α３Ｑ４１（イ）はオイルシール、Ｏ
Ｑはピストン、α力は位置検出器、（ト）は油である。 代理人　　葛　野　信　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静止部に対して回転する入力回転軸及び出力回転軸、こ
   れら入力回転軸または出力回転軸の内部に設けられ、伝
   達トルクを軸間の位相差に変換するトルク・位相変換部
   、及び位相を液量に変換する位相・液量変換部を備え、
   トルクより変換された位相を液量を介して、静止部に配
   置した液量検出器で測定し、軸トルクの大きざ及びその
   方向を検出するようにしたことを特徴とするトルク検出
   器。