JPS60243531A - 光学式トルク検出装置 - Google Patents
光学式トルク検出装置Info
- Publication number
- JPS60243531A JPS60243531A JP9863084A JP9863084A JPS60243531A JP S60243531 A JPS60243531 A JP S60243531A JP 9863084 A JP9863084 A JP 9863084A JP 9863084 A JP9863084 A JP 9863084A JP S60243531 A JPS60243531 A JP S60243531A
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- JP
- Japan
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- shaft member
- gratings
- grating body
- grating
- light
- 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
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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
- G01L3/12—Rotary-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。
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、車両の駆動系に設けられる伝動軸等の軸部材
の捩りトルクを検出する光学式トルク検出装置に関する
。
の捩りトルクを検出する光学式トルク検出装置に関する
。
従来この種装置として、特公昭５７−４８５６号公報社
より、軸部材の外周面に等ピッチの平行直線群から成る
縞目パターンを張り付け、該縞目パターンと相似のネガ
をピント面にセットされたカメラを該縞目パターン像と
該ネガが同じ大きさに重なるように位置させると共に、
該軸部材の回転に同期させて１回転に１回ストロボ照明
を行い、かくて該カメラのピント面に該細部材の捩れに
伴う該縞目パターンの傾きに応じたモアレ縞を発生させ
、このモアレ縞の間隔から該軸部材の捩れトルクを検出
し得るようにしたものは知られるが、このものではス）
ｏポ照明、及びモアレ縞の間隔をアナログ計測する手段
が必要となり、装置が複雑となる不都合を伴う。
より、軸部材の外周面に等ピッチの平行直線群から成る
縞目パターンを張り付け、該縞目パターンと相似のネガ
をピント面にセットされたカメラを該縞目パターン像と
該ネガが同じ大きさに重なるように位置させると共に、
該軸部材の回転に同期させて１回転に１回ストロボ照明
を行い、かくて該カメラのピント面に該細部材の捩れに
伴う該縞目パターンの傾きに応じたモアレ縞を発生させ
、このモアレ縞の間隔から該軸部材の捩れトルクを検出
し得るようにしたものは知られるが、このものではス）
ｏポ照明、及びモアレ縞の間隔をアナログ計測する手段
が必要となり、装置が複雑となる不都合を伴う。
本発明は、かかる不都合を解消すべく、ストロボ照明が
不要で且つデジタル計測が可能な装置を提供することを
その目的とするもので、軸部材に所定の間隔を存して１
対の回転体を固定し、該両回転体に夫々該軸部材の回転
方向に同ビッチで多数の格子を形成して成る光学格子体
を設けて、該両格子体を互に対向させると共に、その一
方の光学格子体に形成する格子をその長手方向−側と他
側の２半部に分割して該両半部で互に位相を異らせるこ
とにより、該両回転体の相対回転変位量の変化に応じて
該各半部の形成部分に互に位相差を存して周期的にモア
レ縞が発生されるようにし、このモアレ縞の検知手段を
設けて該細部材の捩りシルクを検出することを特徴とす
る。
不要で且つデジタル計測が可能な装置を提供することを
その目的とするもので、軸部材に所定の間隔を存して１
対の回転体を固定し、該両回転体に夫々該軸部材の回転
方向に同ビッチで多数の格子を形成して成る光学格子体
を設けて、該両格子体を互に対向させると共に、その一
方の光学格子体に形成する格子をその長手方向−側と他
側の２半部に分割して該両半部で互に位相を異らせるこ
とにより、該両回転体の相対回転変位量の変化に応じて
該各半部の形成部分に互に位相差を存して周期的にモア
レ縞が発生されるようにし、このモアレ縞の検知手段を
設けて該細部材の捩りシルクを検出することを特徴とす
る。
以下本発明を図示の実施例に付説明する。
図面で（１）は車両の駆動系に設けられる伝動軸等の軸
部材、（２）は該軸部材（１）を回転自在に挿通したケ
ースを示し、該細部材（１）に、該ケース（２）内にお
いて所定の間隔を存して１対の回転体（５，）（Ｓρを
固定し、該両回転体（３１） （３ｔ）の一方に比較的
大径の筒状透光材から成る第１光学格子体（４，）と、
その他方に比較的小径の筒状透光材から成る第２光学格
子体（４ρとを設けて、該第２光学格子体（４イを該第
１光学格子体（４１）内に挿入することにより該両格子
体（４１） （４ρを径方向に対向させた。
部材、（２）は該軸部材（１）を回転自在に挿通したケ
ースを示し、該細部材（１）に、該ケース（２）内にお
いて所定の間隔を存して１対の回転体（５，）（Ｓρを
固定し、該両回転体（３１） （３ｔ）の一方に比較的
大径の筒状透光材から成る第１光学格子体（４，）と、
その他方に比較的小径の筒状透光材から成る第２光学格
子体（４ρとを設けて、該第２光学格子体（４イを該第
１光学格子体（４１）内に挿入することにより該両格子
体（４１） （４ρを径方向に対向させた。
該両格子体（４１） （４ｔ）には、プリント等により
該各格子体（４１） （４ｔ）の母線方向に長手の黒色
の格子（５）（６）を該軸部材（１）の回転方向に同ピ
ツチ（ミクロン、ｔ−ｆ−）で多数形成するものとし、
ここで該両格子体（４□”） （４，）の一方、例えば
第１光学格子体（４，）に形成する格子（５）は第２図
に示す如くその長手方向全長に亘って直状に連続するが
、他方の第２光学格子体（４，）に形成する格子（６）
は第３図に示す如くその長手方向−側の半部（６ａ）と
他側の半部（６ｂ）とに分割されて、該両半部（６＆）
（６ｂ）で互に位相を例えば格子ピッチＰのに分だけ異
らせるものとした。
該各格子体（４１） （４ｔ）の母線方向に長手の黒色
の格子（５）（６）を該軸部材（１）の回転方向に同ピ
ツチ（ミクロン、ｔ−ｆ−）で多数形成するものとし、
ここで該両格子体（４□”） （４，）の一方、例えば
第１光学格子体（４，）に形成する格子（５）は第２図
に示す如くその長手方向全長に亘って直状に連続するが
、他方の第２光学格子体（４，）に形成する格子（６）
は第３図に示す如くその長手方向−側の半部（６ａ）と
他側の半部（６ｂ）とに分割されて、該両半部（６＆）
（６ｂ）で互に位相を例えば格子ピッチＰのに分だけ異
らせるものとした。
而してこれによれば、軸部材（１）の捩れによる両回転
体（３１） （Ａｔ）の相対回転を生ずると、第１光学
格子体（４，）の格子（５）は、例えば第４図ａに示す
如く第２光学格子体（４ｔ）の格子（６）の−側の半部
（６ａ）に合致する状態がら、−相当の相対回転変位で
第４図すに示す如く格子（６）の他側の半部（６ｂ）に
おける格子間の透光間隙に合致する状態と、次いで一相
当の相対回転変位で第４図Ｃに示す如く該−側の半部（
６ａ）における格子間の透光間隙に合致する状態と、次
いで４ Ｐ相当の相対回転変位で第４図ｄに示す如く該
他側の半部（６ｂ） ゛ に合致する状態とな って、ＩＰ相当の相対回転で第４図ａに示すと同様の状
態となり、その結果軸部材（１）と共回りしない静止系
から見て、該−側の半部（６ａ）を形成する図中Ａで示
す部分に第４図ｏ示の状態及びその近傍において、又該
他側の半部（６ｂ）を形成する図中Ｂで示す部分に第４
図１示の状態及びその近傍において夫々該軸部材（１）
の回転方向にりタグ状に連続したモアレ縞が発生し、か
くて該両回転体（３□）（３ρの相対回転変位量の変化
に応じＡ、Ｂ各部分に互に位相差を存して周期的にモア
レ縞が発生する。
体（３１） （Ａｔ）の相対回転を生ずると、第１光学
格子体（４，）の格子（５）は、例えば第４図ａに示す
如く第２光学格子体（４ｔ）の格子（６）の−側の半部
（６ａ）に合致する状態がら、−相当の相対回転変位で
第４図すに示す如く格子（６）の他側の半部（６ｂ）に
おける格子間の透光間隙に合致する状態と、次いで一相
当の相対回転変位で第４図Ｃに示す如く該−側の半部（
６ａ）における格子間の透光間隙に合致する状態と、次
いで４ Ｐ相当の相対回転変位で第４図ｄに示す如く該
他側の半部（６ｂ） ゛ に合致する状態とな って、ＩＰ相当の相対回転で第４図ａに示すと同様の状
態となり、その結果軸部材（１）と共回りしない静止系
から見て、該−側の半部（６ａ）を形成する図中Ａで示
す部分に第４図ｏ示の状態及びその近傍において、又該
他側の半部（６ｂ）を形成する図中Ｂで示す部分に第４
図１示の状態及びその近傍において夫々該軸部材（１）
の回転方向にりタグ状に連続したモアレ縞が発生し、か
くて該両回転体（３□）（３ρの相対回転変位量の変化
に応じＡ、Ｂ各部分に互に位相差を存して周期的にモア
レ縞が発生する。
図面で（７）はこのモアレ縞の発生回数を検知すべく設
けた検知手段を示し、図示のもので該手段ｔりＩｌ、＝
ｇム副５１０ｔ Ｊ１％ （１−ｊ、 −７／（１１
Ｚ−ＦＲ６／７Ｎ ａ ｍ Ｉｌｆ？ Ｊ≧ １アイバ
（９）を介して入射される光線の軸部材（１）の局面で
の反射光を前記Ａ、Ｂ各部分を介して受光するケース（
２）に固定の１対の第１第２受光用光フアイバ（１０□
） （１０りを備え、該各ファイバ（１０ｓ） （１ｏ
、）で受光された光線を１対の第１第２光検出器（１１
ｔ） （１１ｔ）に各導いて、該各党検出器（１１ｔ）
（１１ｔ）からの信号により検知回路でモアレ縞の発
生回数をデジタル計測し、これにより軸部材（１）の捩
り量、従ってその捩りトルクを検出し得るようにした。
けた検知手段を示し、図示のもので該手段ｔりＩｌ、＝
ｇム副５１０ｔ Ｊ１％ （１−ｊ、 −７／（１１
Ｚ−ＦＲ６／７Ｎ ａ ｍ Ｉｌｆ？ Ｊ≧ １アイバ
（９）を介して入射される光線の軸部材（１）の局面で
の反射光を前記Ａ、Ｂ各部分を介して受光するケース（
２）に固定の１対の第１第２受光用光フアイバ（１０□
） （１０りを備え、該各ファイバ（１０ｓ） （１ｏ
、）で受光された光線を１対の第１第２光検出器（１１
ｔ） （１１ｔ）に各導いて、該各党検出器（１１ｔ）
（１１ｔ）からの信号により検知回路でモアレ縞の発
生回数をデジタル計測し、これにより軸部材（１）の捩
り量、従ってその捩りトルクを検出し得るようにした。
該検知回路を第５図に示すブロックダイヤグラムに基い
て詳述するに、該各党検出器（１１１）（１１ｔ）の出
力側に各波形整形器（１２，） Ｃｌ２Ｊと各インバー
タ（１３，） （１３ρとを設けて、第１光検出器（１
１，）に連る第１インバータ（１３１）からＡ部分での
モアレ縞の発生に同期した第り図ａ示の如きパルスと、
又第２光検出器（１１ｇ）に連る第２インバータ（１３
イからＢ部分でのモアレ縞の発生に同期した第６図す示
の如きパルスとを発生させるように １．＋ ≦１６χ
１ イ ン ツマ − 々 ｔｌ ＾−）の １４
ゴ１ ル ロ １７ ぐノ ロＦマルチバイブレータＱ
４に入力してそこからの出力を１対の第１第２ＡＮＤゲ
ート（１５１） （１５いに入力すると共に、該第２イ
ンバータ（１５Ｊの出力を該第１ ＡＮＤゲー） （１
ｓｔ）及びインバータ（ＩＳを介して該第２ＡＮＤゲー
ト（１５ρとに入力し、該両ゲー） （１ｓｔ） （１
５ｔ）に連るカウンタ（ｌηに該第１ ＡＮＤゲー）
（１ｓｔ）からの出力パルスを加算パルス、該第２ＡＮ
Ｄゲート（１５りからの出力パルスを減算パルスとして
入力し、該カウンタ（１７）からのカウント信号より出
力処理回路Ｑｌで捩りトルクを適宜演算出力し得るよう
にした。
て詳述するに、該各党検出器（１１１）（１１ｔ）の出
力側に各波形整形器（１２，） Ｃｌ２Ｊと各インバー
タ（１３，） （１３ρとを設けて、第１光検出器（１
１，）に連る第１インバータ（１３１）からＡ部分での
モアレ縞の発生に同期した第り図ａ示の如きパルスと、
又第２光検出器（１１ｇ）に連る第２インバータ（１３
イからＢ部分でのモアレ縞の発生に同期した第６図す示
の如きパルスとを発生させるように １．＋ ≦１６χ
１ イ ン ツマ − 々 ｔｌ ＾−）の １４
ゴ１ ル ロ １７ ぐノ ロＦマルチバイブレータＱ
４に入力してそこからの出力を１対の第１第２ＡＮＤゲ
ート（１５１） （１５いに入力すると共に、該第２イ
ンバータ（１５Ｊの出力を該第１ ＡＮＤゲー） （１
ｓｔ）及びインバータ（ＩＳを介して該第２ＡＮＤゲー
ト（１５ρとに入力し、該両ゲー） （１ｓｔ） （１
５ｔ）に連るカウンタ（ｌηに該第１ ＡＮＤゲー）
（１ｓｔ）からの出力パルスを加算パルス、該第２ＡＮ
Ｄゲート（１５りからの出力パルスを減算パルスとして
入力し、該カウンタ（１７）からのカウント信号より出
力処理回路Ｑｌで捩りトルクを適宜演算出力し得るよう
にした。
即ち、軸部材（１）の捩りトルクの増加によりその捩り
量が増すと、両回転体（３１） （３ｔ）の相対回転変
位量の増加に伴う第４図ａ示の状態からｂ示の状態への
移行でＡｌ！ｉｌＳ分に先行してＢ部分にモアレ縞が発
生し、第２インバータ（１３イの出力が立上って第１
ＡＮＤゲー） （１５１）にハイレベルの信号と、第２
ＡＮＤゲー）（１５りに四−レベルの信号とが入力され
、次いで第４図Ｃ示の状態への移行でＡ部分にモアレ縞
が発生されて第１インバータ（ｉ３ｓ）の出力が立上る
とワンショットマルチバイブレータα荀からトリガパル
スが発生され、これにより第１ ＡＮＤゲート（１５ｔ
）からカウンタα力に１個の加算パルスが入力され、以
後同様にして格子１ピッチ分の相対回転を生ずる度に各
１個の加算パルスが該カウンタα力に入力される。
量が増すと、両回転体（３１） （３ｔ）の相対回転変
位量の増加に伴う第４図ａ示の状態からｂ示の状態への
移行でＡｌ！ｉｌＳ分に先行してＢ部分にモアレ縞が発
生し、第２インバータ（１３イの出力が立上って第１
ＡＮＤゲー） （１５１）にハイレベルの信号と、第２
ＡＮＤゲー）（１５りに四−レベルの信号とが入力され
、次いで第４図Ｃ示の状態への移行でＡ部分にモアレ縞
が発生されて第１インバータ（ｉ３ｓ）の出力が立上る
とワンショットマルチバイブレータα荀からトリガパル
スが発生され、これにより第１ ＡＮＤゲート（１５ｔ
）からカウンタα力に１個の加算パルスが入力され、以
後同様にして格子１ピッチ分の相対回転を生ずる度に各
１個の加算パルスが該カウンタα力に入力される。
又、捩り量の減少で両回転体（３１） Ｃ５ρの相対回
転変位量が減少するときは、第４図ｄ示の状態からＣ示
の状態への移行でＢ部分に先行してＡ部分にモアレ縞が
発生し、この際第２ＡＮＤゲ−）（１５，）にはインバ
ータαｅからハイレベルの信号と前記バイブレータα４
からトリガパルスとが入力されるから、該ゲー）（１５
，）から該カウンタαηに減算パルスが入力され、かく
て該カウンタαηのカウント信号により軸部材（１）の
現時点での捩り量、従って捩りトルクをデジタル的に検
出できる。
転変位量が減少するときは、第４図ｄ示の状態からＣ示
の状態への移行でＢ部分に先行してＡ部分にモアレ縞が
発生し、この際第２ＡＮＤゲ−）（１５，）にはインバ
ータαｅからハイレベルの信号と前記バイブレータα４
からトリガパルスとが入力されるから、該ゲー）（１５
，）から該カウンタαηに減算パルスが入力され、かく
て該カウンタαηのカウント信号により軸部材（１）の
現時点での捩り量、従って捩りトルクをデジタル的に検
出できる。
尚、上記実施例では両光学格子体（４１） （４ρを筒
状に形成したが、これを放射状の格子を有する円板状に
形成し、その一方の格子を径方向の２半部に分割して互
に位相を異らせるようにしても同様の作動を得られる。
状に形成したが、これを放射状の格子を有する円板状に
形成し、その一方の格子を径方向の２半部に分割して互
に位相を異らせるようにしても同様の作動を得られる。
この様に本発明によるときは、軸部材に間隔を存して固
定した１対の回転体に夫々光学格子体を設け、その一方
の光学格子体の格子をその長手方向の両手部で互に位相
を異らせることにより、該細部材の捩れに伴う両回転体
の相対回転変位量の変化に応じて該各半部の形成部分に
互に位相差を存して周期的にモアレ縞が発生されるよう
にしたもので、このモアレ縞の発生回数をデジタル計測
することで軸部材の捩りトルクを検出でき、従来の如く
モアレ縞の間隔をアナレグ計測するものに比しトルク検
出が容易となり、且つこのモアレ縞は静止系からストロ
ボ照明を用いずに検知できるもので、ストロボ照明が不
要となってその分装置が安価に得られると共に、捩りト
ルクをストロボ照明タイミングに制限されずに任意の時
点で検出でき、車両等に実装して捩りトルクに応じたエ
ンジンや変速機等の制御を行う場合に有利である効果を
有する。
定した１対の回転体に夫々光学格子体を設け、その一方
の光学格子体の格子をその長手方向の両手部で互に位相
を異らせることにより、該細部材の捩れに伴う両回転体
の相対回転変位量の変化に応じて該各半部の形成部分に
互に位相差を存して周期的にモアレ縞が発生されるよう
にしたもので、このモアレ縞の発生回数をデジタル計測
することで軸部材の捩りトルクを検出でき、従来の如く
モアレ縞の間隔をアナレグ計測するものに比しトルク検
出が容易となり、且つこのモアレ縞は静止系からストロ
ボ照明を用いずに検知できるもので、ストロボ照明が不
要となってその分装置が安価に得られると共に、捩りト
ルクをストロボ照明タイミングに制限されずに任意の時
点で検出でき、車両等に実装して捩りトルクに応じたエ
ンジンや変速機等の制御を行う場合に有利である効果を
有する。
第１図は本発明装置の１例の裁断側面図、第２図及び第
３図は夫々光学格子体の格子形状を示す線図、第４図ａ
Ｘｂ、 ｃ、ｄは夫々両回転体の相対回転変位に伴う両
光学格子体の格子の変位を示す線図、第５図は検知手段
の構成要素たる検知回路の１例のブロックダイヤグラム
、第６図は該検知回路の各光検出器の出力側の各インバ
ータの出力変化を示す線図である。 （１）・・・軸部材 （３１） Ｃ３ｔ）・・・回転体
（４□） （４ｔ）・・・光学格子体 （５１（６１・
・・格子（６ａ） （６ｂ）・・・格子の各半部 （力
・・・検知手段特許出願人 本田技研工業株式会社
３図は夫々光学格子体の格子形状を示す線図、第４図ａ
Ｘｂ、 ｃ、ｄは夫々両回転体の相対回転変位に伴う両
光学格子体の格子の変位を示す線図、第５図は検知手段
の構成要素たる検知回路の１例のブロックダイヤグラム
、第６図は該検知回路の各光検出器の出力側の各インバ
ータの出力変化を示す線図である。 （１）・・・軸部材 （３１） Ｃ３ｔ）・・・回転体
（４□） （４ｔ）・・・光学格子体 （５１（６１・
・・格子（６ａ） （６ｂ）・・・格子の各半部 （力
・・・検知手段特許出願人 本田技研工業株式会社
Claims (1)
- 軸部材に所定の間隔を存して１対の回転体を固定し、該
両回転体に夫々該軸部材の回転方向に同ピツチで多数の
格子を形成して成る光学格子体を設けて、該両格子体を
互に対向させると共に、その一方の光学格子体に形成す
る格子をその長手方向−側と他側の２半部に分割して該
両半部で互に位相を異らせることにより、該両回転体の
相対回転変位量の変化に応じて該各半部の形成部分に互
に位相差を存して周期的にモアレ縞が発生されるように
し、このモアレ縞の検知手段を設けて該軸部材の捩りト
ルクを検出することを特徴とする光学式トルク検出装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9863084A JPS60243531A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 光学式トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9863084A JPS60243531A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 光学式トルク検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60243531A true JPS60243531A (ja) | 1985-12-03 |
Family
ID=14224830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9863084A Pending JPS60243531A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 光学式トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60243531A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10253092A1 (de) * | 2002-11-13 | 2004-05-27 | A. Friedr. Flender Gmbh | Elastische Kupplung |
| WO2005078403A2 (de) * | 2004-02-11 | 2005-08-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur leistungsbestimmung von betriebsmitteln |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5674609A (en) * | 1979-11-24 | 1981-06-20 | Tomiya Iwasaki | Transit |
| JPS5712337A (en) * | 1980-06-24 | 1982-01-22 | Kawasaki Steel Corp | Torque measuring device |
| JPS58147654A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学式周波数発電機 |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP9863084A patent/JPS60243531A/ja active Pending
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