JPS5932835A - トルクセンサ - Google Patents

トルクセンサ

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Publication number
JPS5932835A
JPS5932835A JP14253782A JP14253782A JPS5932835A JP S5932835 A JPS5932835 A JP S5932835A JP 14253782 A JP14253782 A JP 14253782A JP 14253782 A JP14253782 A JP 14253782A JP S5932835 A JPS5932835 A JP S5932835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
magnetic
rotation transmission
transmission shaft
magnetic circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14253782A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Horikoshi
堀越 敏映
Kanji Shibatani
柴谷 寛治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP14253782A priority Critical patent/JPS5932835A/ja
Publication of JPS5932835A publication Critical patent/JPS5932835A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/102Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving magnetostrictive means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトルクセンサに関し、trケに建設央械のエン
ジン等のトルクを検出するのに好適′fl:l・ルクセ
ンザに関する。
建設機械のエンジン等のトルクを測定対象とするトルク
セン”す°においてeよ、構造が簡単でかつトルク発生
源であるエンジンと負荷との間に連結されている回転伝
達軸に容易に装着されうろことが必要とされている。
従来のこの秤のトルクセンサの場合、例えば回転伝達軸
の外表面にひずみゲージを貼何して、トルク発生源より
発生するl・ルクに応じて生ずるl=i]転伝達軸の僅
かなねじれに基づく表面ひずみを直接検出するよう(仁
なされているものにおいては、ひずみゲー ジが1バ接
回転伝達軸に粘材されて共に回転せしめられるので、ひ
ずみゲージに対する電流の供給手段が複雑になり、寸だ
検出感度も低いという欠点があった。
また従来、トルク発生源であるエンジンと回転伝達軸と
の間にトーションバーを取付ケ、トルク発生源より発生
するトルクに応じて生じる1・−ジョンバー ノネシ:
h 角偏位を、トーションパーツfi端に)IQ付けた
歯車間の位相ずれによって検出して、トルクを算出する
ようになされたトルクセンザも実用に供されている。
しかしながら、この様ナトルクセンザにおいては、トル
クの測定範囲がトーションバーの特性によっ゛C−義的
に限定されるので、そのトルクに応じたトーションバー
を選択する必要があり、すたトーションバーがトルク発
生源と回転伝達軸との間に直列に介装されるため、その
トーションバーの脱着に手間を要し、従ってこの様なト
ルクセンーリ1、上述した目的には適さないものであっ
た1、本発明tよ上述した点に鑑み°Cなされたもので
、構造が簡単でかつ回転伝達軸への装着が容8なトルク
セン・すを提案−することを目的と1ろ。
J’J、下[ズ面を参照し2゛C本発明による) /L
、クセンーリの実施例についでiiR,iノ+JL 、
tつ。。
第1 D’〈+にはヰ発明によるトルクヒンーリ′の第
1の実施例が全体と(−7で符+−yUで示さil、て
おり、トルク発生源とこのトルク発生源によって回動ぜ
しめられるf1荷(共にト1示せず)との間に連結され
ている回1し、伝達軸1にJ1’7 (=Jけられて共
Vこ回@IB−fシめられるかご状体2と、このかご状
体2に対しこれに接触することなく磁気的に保合する固
定部側の磁気手段3とよりlる。
かご状体2 t、Jl、回転伝達tilt 1の軸線に
沿って互に6・1F隔さ)7だ2・1)の位1νtにお
いてそれぞれ回転伝達引1+1にそのl!’tl+世と
10」軸的にかり直角に同着された2枚の強磁性体より
なる支持用円板4aおよび4bと、とれら円板4aおよ
び41)の外周近傍の内fll1面−L−に両端部がぞ
tしぞれ固定されて円板4aおよび4b間に橋架された
複数の棒状磁性部材5とによって十と1成され°Cいる
。この棒状磁性部材5は、支持部旧としての円板4aお
よび4bにそれぞれ固定された両1111の本体部6a
および6bと、上第1らの間に介挿された磁歪素子部7
との3部分よりなり、予め定められた半径を有しかつ軸
線と1川軸の仮、l、+j円筒面」二において、1li
ilI線と平行にかつ軸線のまわりに等しい角ピッチを
もって配列されている0、 このようなかご状体2id、第2〜〈1に示されている
ように、軸線を含む1つの平面に関して対称な2つの7
″15分に分割されるようにイ7り成きれていて、回転
伝達軸1に対する着脱が容易なようになされている。
固定部側に設けられている磁気手段3は、永久磁石(ま
たは電磁石)8と、この永久磁石8の両端にそれぞれ連
接して取付りられているヨーク9および10とを有する
。ヨーク9および1oのそれぞれの遊端(1’ll+の
914面は、かご状体2の円板4aおよび41)の外側
面に近接対向せしめられ、かつ棒状磁性部材5が配列さ
れている仮AJ月IJ筒面と位置整合せしめられていて
、回転伝達軸1の回動に伴なってかご状体2が回転する
と、複数本の梓状磁1り1:部材5が順次両ヨーク9お
よび10の対向するj’jiA面間に介挿せしめられで
、永久磁石8− ヨーク9−円板43−棒状磁性部材5
−円板41)−ヨーク】()−永久磁石8の径路で磁気
回路11が間欠的に病成されるようになされているo′
!l:た磁気回路11の適当な箇所、例えば永久磁石8
とヨーク10との間に、この磁気回路11の磁気的特性
の変化を検出する手段、例えばホール素子(またはコイ
ル)のような磁気検出素子12が介装されている1、以
上が本発明によるトルクセンザの第1の実施例の借成で
あるが、このよう′f!、措成によれば、トルク発生源
より発生するトルクに応じて回転伝達Il+l111に
生じるねじれによって、円板4aおよび4b間に相対的
な角偏位が生じるので、棒状磁性部材5の両端部間が相
対的に偏位せしめられ、その偏位に基づき棒状磁性部材
5の中火部に設けられている磁歪素子7に応力が加えら
れ、磁気回路J1の磁気的特性が変化し、その変化が磁
気回路11内げ介装され”Cいる磁気検出素子12によ
っで検出される6、この磁気検出素子12の出力は、増
幅器13によっ“C増幅され、次に比較器14によ−)
て&単重JEi15より−tjえられる基準電圧と比較
され、さらにA沖変俟器16全j1hじて端子17より
、トルク発生源より発生するトルクに比例したデジタル
出力が得られる6、なお、増幅器j3の出力より、周波
数−′;Iy川変換用18を通じて端子19においてト
ルク発生源の回転数を検出するとともできる。、 以1−の説明で明らかなように、本発明によるl・ルク
センサの第1の実施例によれば、トルク発生σりよp発
生ずるトルクに応じて回転伝達軸1に生じるねじれ角偏
位に基づく応力kかご状体2を構成する枠状磁性部旧5
の磁歪素子部7に加え、これによって磁歪素子部7を含
む磁気回路11の磁気的+1’¥性な変化せしめ、その
磁気的特性の変化を、1[1目(・り部分とは非接触的
に検出して、トルク発生淵より発生するトルク量を検出
するようになされているのて、冒頭で述べたような従来
のトルクセンザ、例えばひずみゲージを回転伝達軸Jに
貼イ」シて回転伝達軸10人iム1ひずみを11接検出
する用台のように、回転するひずみゲージに対する電流
イロ9給−二いつ面(filな手段をR’にける必要も
なく、また梓状磁(’1.部旧5の支持部+4である日
板4aおよび4bが、回転伝達軸Iの+1i11紳に7
1)って互に離面された2つの位1百に卦いて回転伝達
軸Jにそれぞれ固着されているので、回転伝:tlll
lのイ・γlかなねじれにヌ・l’?:l’J板4aお
よび41)が相対的に大きく偏位し1、イ・にっ“Cf
)i゛IM’な#i’j成を41するにもかかわらず商
感用二なトルクセン る。
また、かご状体2を、第2図に示されているよう(′(
二、分割形に$7り成することにより、回転伝達111
11(r+J=lするオ゛1贋,がきわめて容易となり
、り11設機杼のエンジン等のトルク検出手段として好
適なものである。
次に、?17 、1図とのヌ°・1応部分が同一符号に
よ−)で示されている第3図を参照して、本発明による
トルク発生源の第2の実施例について説明しよう。
この第2の実施例と、上述した第1の実施例との相違点
は下記の通りである,、ずなゎち、第1の実M(’+例
においては、かご状体2を構成する棒状磁性部材5が、
本体部6aおよび6bと、これら間に;’It接して設
0らtVた磁歪素子部7とにより構成へれているのに対
し、第3図に示されている第2の実が11例においては
、その棒状磁性部材5′におい°C磁歪素子部7が省略
され、代りに本体部6aおよび6bが僅かなエヤギャッ
プ21)を介して対向せし2められている構成を有する
。このような摺/JV。
によれば、回転伝達軸1に生じるねじれ角偏位によって
、互に分離されている本体部6aおよび61〕の対向面
積が減少して磁気回路11の磁気抵抗が増大するので、
前述した第1の実施例の場合と同様の効果を春(−7う
ろことが容易に理fffされうるであイ)う。
なお、Jl」−のiQ明は本発明によるトルクセンザの
僅かな実施例を示しまたに留まるが、その他種々6′)
変形変更をな(−7つるものである。
【図面の簡単な説明】
回転伝達軸に対する着脱状I(4を説明すZ・図、第3
図は本発明によるトルク七ンーリ゛の第2の実施例を示
す概略的説明図である。、 ■・・・回転伝達軸、2・・・かご状体、3・(+’<
It気手段、4a,4b・支持用円板、5,5′・−棒
状磁性部材、6a,6b−棒状磁性部材の本体部、7・
イ1;(歪素子部、8・・永久磁石、9+ 1(1  
:I−り、11−磁気回路、12・・・磁気検出素子、
20・J−ヤギャップ第1図 旦 第2図 第3図 見

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 トルク発生源と該トルク発生源によって回動せしめられ
    る負荷との間に連結されており、前記l・ルク発生源よ
    り発生するトルクに応じてねじれを生ぜしめられる回転
    伝達軸と、 該回転伝達軸の軸線に沿って互に離隔された2つの位置
    においてそれぞれ前記回転伝達軸に固定された第1およ
    び第2の支持部材と、 該第1および第2の支持部材に両端部がそれぞれ固着さ
    れかつ前記第1および第2の支持部材間に前記軸線と平
    行に延長して橋架されており、予め定められた半径を有
    しかつ前記軸線と同軸の仮想円筒面上に配列された複数
    の棒状磁性部材と、前記回転伝達軸の回動に伴なって前
    記複数の棒状磁性部材と順次磁気的に係合せしめられて
    該棒状磁性部材を含む磁気回路を構成する磁気手段と、
    前記複数の棒状磁性部側にそれぞれ設けられており、前
    記回転伝達軸のねじれに基づく前記棒状磁性部材の両端
    部間の相対的な偏位に応じて前fj12磁気回路の磁気
    的特性を変化せしめる手段と、前記磁気回路に関連して
    設けられ1iiJ記磁気回路の磁気的11間性の変化を
    検出する手段とをJl、備していることを特徴とするト
    ルクセンサ。
JP14253782A 1982-08-17 1982-08-17 トルクセンサ Pending JPS5932835A (ja)

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ID=15317656

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