JPS5965738A - トルク検出装置 - Google Patents

トルク検出装置

Info

Publication number
JPS5965738A
JPS5965738A JP17727182A JP17727182A JPS5965738A JP S5965738 A JPS5965738 A JP S5965738A JP 17727182 A JP17727182 A JP 17727182A JP 17727182 A JP17727182 A JP 17727182A JP S5965738 A JPS5965738 A JP S5965738A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
slit
light
torque
disk
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.)
Granted
Application number
JP17727182A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0159530B2 (ja
Inventor
Kazuo Makishima
一雄 巻島
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.)
Ono Sokki Co Ltd
Original Assignee
Ono Sokki Co 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 Ono Sokki Co Ltd filed Critical Ono Sokki Co Ltd
Priority to JP17727182A priority Critical patent/JPS5965738A/ja
Publication of JPS5965738A publication Critical patent/JPS5965738A/ja
Publication of JPH0159530B2 publication Critical patent/JPH0159530B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

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
    • G01L3/12Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving photoelectric means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (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、トルク伝達軸に生じるトルクの大きさに比例
したねしれ角を光酸的に位相差信号に変換して取出す1
−ルク検出器(こ)刀する。
産業上の利用分野 1−ルクは、エンジン、モーフ等の原動機の性能を表わ
す重要な特性11戦の−ってあり、原動機の検査、ある
いは研究開発における評価試1懺はもちろん、その原動
機と結合されるポンプ等の負荷装置の性能試験において
トルクの夕11定は欠かせない。トルク検出器は、この
ような試験に広く利用されるものである。
従来技術 先ず、公知のものについて簡単に説明する。
第1図において、軸方向に間隔を隔てた軸1上の2点に
は、環体11,21の基部が固着されてその各開放端面
に一体的に固着された円板12゜22は近接して対向し
、その円板12.22の周辺に穿設された祈−ピンチで
、チー−ティ 1:1のスリット列を挾んで発光素子3
0と受光素子40が対向する状4hIこ配置されている
以上のものにおいて、いま、軸lがトルクを伝達し、そ
れによりll1l111がねじられ、環体11゜21の
基部間の軸1にねじれ角θが生じると8円板12と22
も一体的に相対角変位θを生じ、したがって2側円板1
2と22のスリットの重合面積も角変位θに比例して変
わり、その結果、投光素子30からその重合面積部分を
介して受光素子40に達する光薩が変わり、受光素子4
0の出力を変化させることになる。
さて、第2図は円板12.22のスリン!−12’、 
22’の重合状態と受光素子40の出力との関係を表わ
した図である。先ず2円板12を基準にして円板22が
角変位し、その結果、スリンl−12’に対し22′が
右方に移動する場合の角変位θと両スリット12′、2
2′の重合面積の関係をみるのに、いま、完全に非重合
の状態(スリット12′の左端と22′の右端の位置が
一致)から円板22が右方に回動すると2重合面積はそ
の回動角変位に比例して増加し、その角変位がスリン1
ヘピツチ角θ、のl/2に達した際、完全に重合する。
続いて、そのθ。
/2からさらに右方に回動すると、前記とは逆に2回動
角変位に比例して減少し、θ、に達すると、再び元の状
態の非重合となる。以上のよう(乙スリソl−12’ 
、 22’の重合面積は、角変位θに対して三角波状に
変化するわけである。次に。
その重合面積り受光素子40の出力の関係をみるのに、
理想的には両者は等しい変化となるはずであるが、実際
には両円板12.22間での光の回折や発光面、受光面
が円形であること等に影響されて前記のように重合面積
が三角波状に変化した場合、受光素子40の出力はサイ
ン波あるいはサイン波に極めて近似したー)に示すよう
な変化を生じることになる。
したがって、この受光素子40の出力■θを測定しても
、それは角変位θとは比t+11ぜす、直接θは求めら
れない。
装置4」として公知である。
これは、前記第1図の円板12と22の間隙を大にして
その間の軸上にベアリングを介して円筒体を支承し、そ
の円筒体の左右端面には2円板12.22とそれぞれ対
向するように別の円板をそれぞれ固着し、左右のそれぞ
れにおいて2円板対を挾んで発光素子と受光素子を対向
させ、前記円筒体を外部モータと係合させて常時軸の回
転方向と反対方向に回転させるようにしたものである。
これによれは、軸が静止していても円板12..22と
それぞれ対向するM’Jの円板が回転さぜられているの
で、そのスリットピッチθ0回転ごとに各受光素子には
サイン波の1周期分が発生し、その二つのサイン波の位
相差αは角変位θに比例することになる。
しかし、このものは、全体lこ人形化してしまうことは
瞳けられず、また、第1“4造も複雑化し。
組立に多大の手数を要すると共に、それだけ各構成部品
にも厳しい加工精度が要求される問題点がある。また、
このものにおいては、軸回転数が低くなればなるほど検
出間隙が長くなり。
広い軸回転数範囲にわたって一様の応答特性でトルクを
求められない問題点が残る。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記した従来技術の欠点を除き。
構造が部品数が少なく、シかも小形でありながら、篩土
状態を含む広い軸回転数範囲にわたって高い応答特性を
もつトルク検出器を提供しようとするものである。
問題点を解決するための手段 そこで2本発明は1位相変調検出方式の検出原理をねじ
れ角の検出に利用したものであり。
軸方向の間隔を隔てた2点にそれぞれの基部を固着した
2枚の円板を近接して対向させ、一方の円板の周辺上に
は等ピンチに第1のスリット列を形成し、他方の円板の
半径の異なる周辺上タこは第Jのスリット列さ同一ピッ
チで、互に配列位置カ月/4ピッチずれた第2.第3の
スリット列をそれぞれ穿設し、その第1と第2のスリッ
ト列、第1と第3のスリット列をそれぞれ挾んで一方に
第1.第2の発光素子を、他方に第1、第2の受光素子
を1記置して対向させ、その第1.第2の発光素子は2
点灯制御部により互に90度の位相ずれをもつサイン波
状出力で各別に点灯側nailさせ、第1.第2の受光
素子出力と前記点灯制御部の90度位相差の二つのサイ
ン波状出力を反転させた出力との合成出力と、前記サイ
ン波状出力、またはその反転出力との位相差を取出すよ
うにしたものである。すなわち。
本発明は2機構部分の構成は1対の発光および受光素子
の増加のみとし2発光素子の点灯をサイン波状に開明1
させることにより光鴫的にそのサイン波と同じ周期ごと
に角変位に対応する位相変化をもつ出力が得られるよう
にしたものである。
実施例 以下1本発明の実施例につき図面に基づいて詳細に説明
する。
機構部を示す第3図において、前記第1図と同番号を付
した軸l、取付環体11.21は第1図と同様のもので
あり、その対向する環体11,21の開放端面には固接
13,23がそれぞれ固着されている。その円板13に
形成された第1のスリット例14は第4図に示すように
1等ピッチのデユーティ1:1のものであり、それと対
向する他方の円板23の周辺には、第5図に示すように
第1のスリ、ト列14と同じピッチを有し、各々は配列
位置が互に1/4ピンチすれた外周の第2゜その内側の
第3のスリット列24.[5が形成されてG、)る。そ
して、その第1と第2のスリット列14.24.第1と
第3のスリット列14.25をそれぞれ挾んで対向する
ように第1の発光素子と受光素子31,4L第2の発光
素子32と受光素子42がそれそ”れ1己設されている
第6図は、その発光素子31.32の発光量を制御する
点灯制御師部50と、受光素子41.42の出力の取出
部を示すブロック線図であり2発振器51のサイン波出
力端子およびそれと90度だけ位相のすれたコサイン波
の出力端子は、それぞれ前記発光素子3]、32の、駆
動回路54.55の入力端子と結線されると共に、イン
バータ52.53の入力端とも結線されている。そして
、そのインノクータ52,53の出力端子と受光素子4
1.42の出力端子は、加S器60の増幅部の入力端子
にそれぞれ結線されている。
以上のものにおいて、いま2発振器51によりトルクを
求めようとする時間間隔Tによって定めた角速度ω(−
2π/T )のサイン波およびコサイン波を発振させ、
駆動回路54.55にそれぞれ入力させると2発光素子
31.32の発光量は。
そのサイン波およびコサイン波状に変化させられること
になる。ただし、この場合1発光素子31.32の発光
−暗を負の値とすることは不可能であり、当然、ある正
の発光量の範囲2例えば。
0〜2人の間の発光量、すなわちA (sinωt+ 
1 )およびA (cosωt+1)の発光量に1li
lJ御される。
そして、光量A (sinωt+1)のうち箒1と第2
のスリット列14.24を透過した分が受光素子41に
達し、光1tA (cosωt+ 1 )のうち、第1
と第3のスリット列14.25を透過した分が受光素子
42に達し、それぞれ入射光欧に対応した電気信号に変
換されることになる。したがって、各受光素子41.’
42に発生する嘔気信号もまた角速度ωのサイン波およ
びコサイン波となり、その波高が光の透過面積、すなわ
ち、谷対向するスリットの重合面積によって変わること
になる。
さて、すでに前記第2図により説明したように、二つの
スリットの重合面積は両円板13.23の相対角変位θ
が0からスリットピッチθ、まで変化する間に三角波状
に変化するが2重合面精々その透過光量の関係はサイン
波状に変化する。
したがって、受光素子41,42の出方も、それぞれ角
速度ωで変化しながら同時にその高さが角変位θに応じ
てサイン波、コサイン波状に変化することになる。
すなイつち、いま、前記した発光素子31.32の発光
Lfr−A (sinωt+ 1 )、 A (cos
ωt+ 1 )が投光され・、それらと対向するスリッ
トが完全に非重合のときの受光素子41.42の出力を
O1完全に重合したときの出力を2Bとおくと、受光素
子41゜112の出力CJ、C2はスリッI〜ピッチθ
、を2πとする電気角α(−2πθ/θ、)によって次
のように表される。
続いて、各出力el+62は加算器6oに入力され、そ
こにインバータ52.53から導入され、受光素子の変
換係数に応じたB/2倍に増幅された( 43/ 2 
)(−5inωt ) 、 (B/2)(−cosωt
)と加算され1次のような合成出力eに変換される。
e −(B/ 2 )(cos (ωt−α)+(2+
sinθ十cosθ))(2)結局2合成出力Cは角速
度ωの交流電圧信号で。
その位相が角変位θに比例して変化するものとなる。
したかって、以下、この合成出力Cと前記発(辰器51
.あるいはインバータ52.53のいずれか一つとの位
相を比較することにより8位相の変化量α、すなわち、
角変位θは合成出力の一定の周期1” (−2π/ω)
ごとに得られる。
なお、上記実施例においては、受光素子41゜42の出
力をそのまま加U器60に入力して加算させる場合を例
示したか、中途にフィルタを介してel+e2をOレベ
ルを中心に変化する(B/2)(sinα+1)sin
ωt、(B/2)(cosα+1 ) cosωtに変
換波加算させてもよい。
効果 以上のとおりてあり9本発明は、ねじれ角θに応じて4
・9対的に角変位させられる円板により互に90度の位
相ずれをもつ2個のスリット列対にその重合変化を生じ
させると共に、その各重合部に投光する光量を90度位
相のずれたサイン波状に変化させ、さらにその受光出力
と投光出力の反転出力とを合成し、ねじれ角をその合成
出力の位相変化に変決して取り出すので、ねじれ角に比
・1+11するトルクはその合成出力の一定の周期ごと
に取出すことができ、軸の静止中から高速まで広い軸回
転数範囲にわたって高い応答性をもってトルクが求めら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は公知のものの検出部を示す正面図。 第2図はその動作説明図、第3図は本発明の検出5機構
部の実施例を示す正面図+”1%4+5図は円板の芙7
m例を示す一11i11而図、第6図は本発明の点灯1
1、Ijj+Iq1部の実施1列を示すフロック線図で
ある。 +3,23:円板、 14.24.25 :スリン1−
列、31,32:発光累子、41,42:受光素子、5
0:点灯制御部 −t1口 才2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 111111方向の間隔をμm豹てた2点にそれぞれの
    基部を両肩した2 、p:<の円板を近接して対向させ
    。 一方の円板のIi!、1辺上には等ピ、ヂに第1のスリ
    ットタリを穿設し、他方の円板の半径の異なる周辺上に
    は第1のスリット列と同一ピッチて、互に1化列位置か
    】/4ピッチすれた第2゜第3のスリッI−列をそれぞ
    れ穿設し、その第1と第2のスリット列、第1と第3の
    スリット列をそれぞれ挾んで一方に第1.第2の発光素
    子を、他方に第1.第2の受光素子を配置して対向させ
    、その第1.第2の発光素子は1点灯1tf!I御部に
    より互に90度の位相ずれをもつ→ノ”イン波状光量に
    各別に点灯制御させ。 第1.に4S2の受光累子出力と前記点灯制御部の90
    度位相差の2つのサイン波状出力の各反転出力との合成
    出力と前記のサイン波状出力またはその反転出力との位
    相差から1−ルクを検出するところのトルク検出装置。
JP17727182A 1982-10-08 1982-10-08 トルク検出装置 Granted JPS5965738A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17727182A JPS5965738A (ja) 1982-10-08 1982-10-08 トルク検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17727182A JPS5965738A (ja) 1982-10-08 1982-10-08 トルク検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5965738A true JPS5965738A (ja) 1984-04-14
JPH0159530B2 JPH0159530B2 (ja) 1989-12-18

Family

ID=16028132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17727182A Granted JPS5965738A (ja) 1982-10-08 1982-10-08 トルク検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5965738A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2564586A1 (fr) * 1984-05-18 1985-11-22 Honda Motor Co Ltd Appareil optique de detection de couple
EP0313999A2 (de) * 1987-10-28 1989-05-03 Rohs, Ulrich, Dr. Vorrichtung zur Messung des Drehmomentes einer Arbeitswelle
DE102008027719A1 (de) * 2008-06-11 2009-12-17 Hella Kgaa Hueck & Co. Induktiver Drehmomentsensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2564586A1 (fr) * 1984-05-18 1985-11-22 Honda Motor Co Ltd Appareil optique de detection de couple
EP0313999A2 (de) * 1987-10-28 1989-05-03 Rohs, Ulrich, Dr. Vorrichtung zur Messung des Drehmomentes einer Arbeitswelle
DE102008027719A1 (de) * 2008-06-11 2009-12-17 Hella Kgaa Hueck & Co. Induktiver Drehmomentsensor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0159530B2 (ja) 1989-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3096444A (en) Electromechanical transducing system
US3193744A (en) Optical synchro system
CN103210284A (zh) 反射型编码器、伺服马达以及伺服单元
JPH06347293A (ja) 回転検出装置及び回転検出用のスケール
FR2622967A1 (fr) Transducteur de position et moteur pas a pas
JPS5965738A (ja) トルク検出装置
JPH01302130A (ja) トルク検出器およびトルク測定装置
US4849621A (en) Rotational-position detecting apparatus with two shaped photovoltaic surfaces
JP3504265B2 (ja) 角加速度検出装置
US4008600A (en) Torsional vibration damper measuring
JPH0159529B2 (ja)
JPH0450771A (ja) 速度検出器
JPH08304118A (ja) 複合型のロータリーエンコーダ
JPS63153425A (ja) 回転量検出装置
JPH0429571A (ja) 回転検出器付きモータ
SU714456A1 (ru) Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код
JPH0528494Y2 (ja)
JPS60168020A (ja) パルス発生装置
JPS5852566A (ja) 周波数変調式角速度・角変位検出器
JPS5951304A (ja) 変位測定装置
JPS6145972A (ja) 光学式速度計
SU270876A1 (ru) Устройство для получения переменного магнитного поля заданной напряженности
JPH02290510A (ja) 位置/速度検出装置
JPH0422262Y2 (ja)
JPH10267692A (ja) 光学式エンコーダ