JPS61259131A - トルクセンサ− - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、ロボット、工作機械等の回転負荷トルクを
正確に計測し、制御器に信号を送り、予め設定した目的
の適正トルクに自動制御するトルクセンサーに関する。

（従来の技術） 従来のこの種のトルク制卸にはＦルクリミツター等を用
いているが、トルクリミッタ−にあってはトルク制御に
際し摩擦体の摩擦係数が静摩擦係数から動摩擦係数に極
端に変化するため精密制御は不可能であり、また、温度
、湿度等により摩擦体の摩擦係数に変化が生じ正確性に
欠けるものである。したがって、最高、最低をｏＮ、　
ｏｙｙ制御で行えるにすぎず、連続した精密制御が要求
されるロボット、工作機械等の回転トルク制御には適用
できないものであった。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、上記欠点を解決し、連続した精密制御が要
求されるロボット、工作機械等のシステムへノ組入れを
可能としたトルクセンサーを提供するものである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、回転軸（１）に対し摺動体（２）をカム装
置その他のトルク検出機構穴によってトルク発生時に軸
方向へ負荷トルクに応じた所定のストロークだけバネ（
３）等の付勢力に抗して移動するよう関連させて設り、
該摺動体（２）を回転軸（１）に遊着せるプーリ（Ｐ）
等と一体の空転ボス（４）にピン（５）を介して軸方向
への摺動を可能に連設せしめ、トルク発生時における摺
動体（２〕の軸方向への動きを変位計（６）で読みとる
ように設けたことを特徴とする技術的手段を採り、上記
問題点を解決したものである。

（作　　　用） この発明は上記構成としたから、回転軸（１）又は空転
ボス（４）からの負荷トルクはトルク検出機構穴によっ
て検出され摺動体（２）をその負荷トルクに応じたスト
ロークだけ軸方向に移動せしめ、この摺動体（２）の動
きを変位計（６）で読みとり、電気信号に変換してコン
ピュータ等に送り、コンピュータ等からの指令により指
令トルクに回転制御等の手段により自動制御するもので
ある。

（実　施　例） 以下この発明によるトルクセンサーの一実施例を図面に
基づき説明する。

図面において、（１）は回転軸で、その基端側（図示左
側）の細心に駆動軸又は機械側の被動軸（７）を挿入固
着する取付孔（ｌａ）を備え、かつ、先端側［株］示右
側）には板状７ランジ（１ｂ）を一体形成している。（
２）は摺動体で、回転軸（１）の板状７ランジ（ｌｂ）
の内側にオイルレスベアリング等の軸受け（８）を介し
て摺動と回転が自由に行いうるよう嵌着し、皿バネ（３
）によって板状フランジ（１ｂ）側へ予め決められた押
圧力で付勢され、この押圧力は移動量と比例すせ、かつ
、その外端面（２ａ）を板状７ランジαｂ）の内端面（
１ｃ）に近接対向せしめて装備されている。

因は上記回転軸（１）の板状７ランジ（１ｂ）と摺動体
（２）との間に介設したトルク検出機構であって、負荷
トルクを検知して回転軸（１）と摺動体（２）を一体結
合すると同時に摺動体（２）を負荷トルクに応じた所定
のストロークだけ上記皿バネ（３）の付勢力に抗して軸
方向（図示左方）へ移動させる働きをするものである。

実施例ではこのトルク検出機構いフとしてカム装置を用
いている。すなわち、第３図及び第≠図に詳示したよう
に、回転軸（１）の板状７ランジ（１ｂ）の内側面（１
ｃ）と、摺動体（２）の外端面（２ａ）とに断面７字形
の保合溝（９）、αＧを対設し、これらの係合ｉ１！（
９）、００間に保合球体（２）を介在させ、負荷トルク
発生時に板状フランジ（１ｂ）又は摺動体（２）に対し
摺動体（２）又は板状フランジ（１ｂ）が回転方向へ、
移動することにより保合溝（９）、Ｑｏの対向斜面部（
９ａ）。

（１０ａ）又は（９ｂ）　、　（１０ｂ）に保合球体（
６）が咬着されて回転軸（１）と摺動体（２）を一体に
結合するとともに、板状７ランジ（１ｂ）に対し摺動体
（２）を軸方向（図示左方）へ移動せしめる構造となっ
ている。なお、トルク検出機構穴は板状フランジ（１ｂ
）と摺動体（２）間の同一円周上に数組設けるものであ
るが、上記実施例のカム装置に限定されないことは勿論
であり、また、バネ（３）として皿バネを用いているが
、ゴムその他の復元力をもつ部材を用いるも実施上は自
由である。

（４）は回転軸（１）の基端側にオイルレスベアリング
等の軸受け＠を介して回転自由に嵌着した空転ボスであ
って、その基端ボス部（４＆）にブー９（Ｐ）を締付は
ボルト（至）により一体に固着せしめ、先端筒部（４ｂ
）は上記摺動体（２）に穿った嵌入溝（２ｂ）に遊挿し
、該先端筒部（４ｂ）の数個所にオイルレスベアリング
等の軸受けα尋を介して回転と摺動自由に貫挿したビン
（５）の両端突出部（５＆）　、　（５ｂ）を摺動体（
２）の嵌入溝（２ｂ）の数個所（前記ビン（５）に適合
する位置）に穿った係止溝（至）に転がり自由に遊嵌し
て空転ボス（４）に対し摺動体（２）を回転方向に規制
し軸方向へのみ摺動可能に連設せしめている。上記ビン
（５）の両端突出部（５１Ｌ）　、　（ｓｂ）の端面を
軸受け（８）と後述の検出体αＱに当接保持しその抜脱
を防いでいる。なお、実施例では空転ボス（４）にブー
９（Ｐ）を一体に固着しているが、スプロケットギヤー
、歯車その他の回転伝達体を固着するも自由である。α
ηは空転ボス（４）の軸方向への移動を規制する止めリ
ングである。

α０は上記摺動体（２）と止めネジ（ト）により一体に
設けた検出体であって、カバ一体を兼備している。

（ｌｅａ）は検出体αＱの検知面で、該検知面（１６〜
には変位計（６）が一定の関係位置、すなわち、一定の
間隙ω）を保って対設され、この間［？）の大小を変位
計（６）が読みとり、これを電気信号に゛変えてコンピ
ュータ等へ送り、コンピュータ等からの指令によってそ
の駆動源等を指令されたトルクに回転制御等の手段によ
り自由制御するものである。α９は変位計（６）の支持
脚、（ホ）は変位計（６）からの引出し電線、３ｐは回
転軸（１）の取付孔（ｌａ）に挿着してキー四により固
定した軸（７）の抜止め用ボルトである。

上記構成において、軸（））が駆動軸の場合）負荷トル
クがプーリ（Ｐ）から空転ボス（４ンを介してトルク検
出機構内に伝達されると、該トルク検出機構＾がこれを
感知して摺動体（２）と回転軸（１）の板状７ランジ（
１ｂ）との関係位置を第３図の状態から第弘図の状態に
変位せしめる。すなわち、保合球体（ロ）が係合溝（９
）、（１０の対向斜面部（９ａ）　、　（１０＆）に咬
着されて板状フランジ（１ｂ）に対し摺動体（２）が図
示左方へ皿バネ（３）に抗して所定のストロークだけ移
動し、摺動体（２）と一体の検出体αＯの検知面（ｌｅ
ａ）と変位計（６）の間隙を第１図の間隙Ｔ）から第２
図の間・隙ω）に変動し、この変動を変位計（６）が読
みとって電気信号に変え出力せしめ、コンピュータ等か
らの指令で駆動軸（７）の回転力を指令トルクに回転制
御等の手段により自動制御せしめるものである。なお、
軸（７）を機械側の被動軸とした場合は、上記制御動作
と逆に回転されて同様のトルク制御が行われるものであ
る。

（発明の効果） この発明は以上説明したように、トルク値を連続的に、
しかも、精密に電気信号で出力でき１温度、湿度等には
無関係で、装置にも無駄な抵抗はなく、シたがって、運
転中に生ずる負荷の変動を正確に検知して予め設定され
た適正トルクに自動修正するから連続した精密制御が要
求されるロボット、工作機械等のシステムへの組入れが
可能となり、例えば、紙、布等の巻取り装置における巻
き太りに対しその巻取り張力を常に一定に自動制御する
ための回転速度のトルク制御又は微生物等の攬拝機にお
いてその攪拌抵抗を検出し被攪拌物の性質等により予め
決められた攪拌過程における攪拌トルクを自動制御する
もの等に適用して極めて有効なものである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明によるトルクセンサーの一実施例を示し
たもので、第１図及び第２図は作動状態の全体断面図、
第３図及び第弘図はトルク検出機構を第１図及び第２図
に適合して示した展開断面図である。 （１）・・・回転軸、（２）・・・摺動体、＾・・・ト
ルク検出機構、（３）・・・バネ、（Ｐ）・・・プーリ
、（４）・・・空転ボス、（３）・・・ビン、（６）・
・・変位計。 第１図 第３図 第４図 −一一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸（１）に対し摺動体（２）をカム装置その他のト
   ルク検出機構（Ａ）によつてトルク発生時に軸方向へ負
   荷トルクに応じた所定のストロークだけバネ（３）等の
   付勢力に抗して移動するよう関連させて設け、該摺動体
   （２）を回転軸（１）に遊着せるプーリ（Ｐ）等と一体
   の空転ボス（４）にピン（５）を介して軸方向への摺動
   を可能に連設せしめ、トルク発生時における摺動体（２
   ）の軸方向への動きを変位計（６）で読みとるように設
   けたことを特徴とするトルクセンサー。