JPS62112023A - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
- Publication number
- JPS62112023A JPS62112023A JP25158785A JP25158785A JPS62112023A JP S62112023 A JPS62112023 A JP S62112023A JP 25158785 A JP25158785 A JP 25158785A JP 25158785 A JP25158785 A JP 25158785A JP S62112023 A JPS62112023 A JP S62112023A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- strain gauges
- arms
- torque
- extension
- 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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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Manipulator (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】
産業上の利用分野:
本発明は、種々の用途に供せられる電動機、変速機等の
制御に特に好適に使用されるトルク検出装置に関する。
制御に特に好適に使用されるトルク検出装置に関する。
従来の技術:
曲げ、捩り、圧縮、伸び等を測定する材料試験、或いは
機械の各部の強度および剛性の測定に歪ゲージを利用す
ることは広く行われているが(、回転軸に加わる負荷ト
ルクを歪ゲージを利用して測定し、測定結果を機械の制
御に利用しようとする場合には多くの困難を伴う。回転
体上に取付けられた歪ゲージに対する電気的接続は難し
いし、また、振動に起因する外乱が加わるため正確な制
御は行われ難い。
機械の各部の強度および剛性の測定に歪ゲージを利用す
ることは広く行われているが(、回転軸に加わる負荷ト
ルクを歪ゲージを利用して測定し、測定結果を機械の制
御に利用しようとする場合には多くの困難を伴う。回転
体上に取付けられた歪ゲージに対する電気的接続は難し
いし、また、振動に起因する外乱が加わるため正確な制
御は行われ難い。
発明が解決しようとする問題点:
上記外乱は機械の振動に起因して回転軸の軸線方向およ
び回転軸に対してラジアルの方向に作用する力によるも
のが大部分である。このため、外乱による影響が無視し
得る程度にまで減少されると共に、電気的接続について
の問題点が解決されれば、設置の容易さおよび制御の正
確さを保ちつつ歪ゲージが利用され得ることとなる。
び回転軸に対してラジアルの方向に作用する力によるも
のが大部分である。このため、外乱による影響が無視し
得る程度にまで減少されると共に、電気的接続について
の問題点が解決されれば、設置の容易さおよび制御の正
確さを保ちつつ歪ゲージが利用され得ることとなる。
問題点を解決するだめの手段:
本発明によるものは、軸に回転を与える駆動装置の外殻
ケースまたは外殻ケースに一体化された部材を、上記軸
の軸心に関しラジアル方向の第1、第2の腕を介し、静
止部に連結して上記軸に加わる負荷トルクにより第1.
第2の腕に曲げモーメントが加わるようにし、第1の腕
における1組の伸長圧縮面および第2の腕における1組
の伸長圧縮面のおのおのにそれぞれ歪ゲージを取付け、
第1.第2の腕上の歪ゲージのうち伸長圧縮の条件を同
じくする歪ゲージを対向辺上に置ぐトル・り検出用ホイ
ートストンブリッジを設けたことを特徴とする。
ケースまたは外殻ケースに一体化された部材を、上記軸
の軸心に関しラジアル方向の第1、第2の腕を介し、静
止部に連結して上記軸に加わる負荷トルクにより第1.
第2の腕に曲げモーメントが加わるようにし、第1の腕
における1組の伸長圧縮面および第2の腕における1組
の伸長圧縮面のおのおのにそれぞれ歪ゲージを取付け、
第1.第2の腕上の歪ゲージのうち伸長圧縮の条件を同
じくする歪ゲージを対向辺上に置ぐトル・り検出用ホイ
ートストンブリッジを設けたことを特徴とする。
第1図は上記本発明によるものの構成を略図的に示す。
この図において、Cは電動機、変速機等の外殻ケースま
たは外殻ケース上のフランジ、Sはそれらの出力軸(上
記の軸)、A4.A2は軸心0に関しラジアル方向に向
う第1.第2の腕である。
たは外殻ケース上のフランジ、Sはそれらの出力軸(上
記の軸)、A4.A2は軸心0に関しラジアル方向に向
う第1.第2の腕である。
第1.第2の腕A、 、 A2には出力軸Sに加わる負
荷トルクにより曲げモーメントが加わる08G1.SG
2は第1の腕A、における伸長圧縮面上に取付けられた
1組の歪ゲージ、SG2. SG′2は第2の腕A2に
おける伸長圧縮面上に取付けられた1組の歪ゲージであ
る。歪ゲージSG、と歪ゲージSG2とは伸長圧縮の条
件を同じくし、歪ゲージSG’Hと歪ゲージso’2と
は伸長圧縮の条件を同じくする。ここに”伸長圧縮の条
件を同じくする”と言うのは、一方が伸長されるときに
他方も伸長され、一方が圧縮されるとき他方も圧縮され
ることを意味する。
荷トルクにより曲げモーメントが加わる08G1.SG
2は第1の腕A、における伸長圧縮面上に取付けられた
1組の歪ゲージ、SG2. SG′2は第2の腕A2に
おける伸長圧縮面上に取付けられた1組の歪ゲージであ
る。歪ゲージSG、と歪ゲージSG2とは伸長圧縮の条
件を同じくし、歪ゲージSG’Hと歪ゲージso’2と
は伸長圧縮の条件を同じくする。ここに”伸長圧縮の条
件を同じくする”と言うのは、一方が伸長されるときに
他方も伸長され、一方が圧縮されるとき他方も圧縮され
ることを意味する。
第2図は歪ゲージSG1.SG1.SG2.SG′2の
抵抗を、それぞれ、RH+ R12+ R21+ R2
□により示しつつ、これらの歪ゲージを4辺に置いて組
まれたホイートストンブリッジ(以下、単にブリッジと
言うQ)を示す。この図に示す如く、伸長圧縮の条件を
同じくする歪ゲージSG、 、 SG2の抵抗、Rn
l R21と、伸長圧縮の条件を同じくする歪ゲージS
G1.SG′2の抵抗R+2 HR22とは、それぞれ
、ブリッジの対向辺上に置かれる。なお、■はアームA
1上の歪ゲージSG、 、 SG;の抵抗R,1,R,
2を示し、■はアームA2上の歪ゲージSG2.SG′
2の抵抗R21+ R22を示す。
抵抗を、それぞれ、RH+ R12+ R21+ R2
□により示しつつ、これらの歪ゲージを4辺に置いて組
まれたホイートストンブリッジ(以下、単にブリッジと
言うQ)を示す。この図に示す如く、伸長圧縮の条件を
同じくする歪ゲージSG、 、 SG2の抵抗、Rn
l R21と、伸長圧縮の条件を同じくする歪ゲージS
G1.SG′2の抵抗R+2 HR22とは、それぞれ
、ブリッジの対向辺上に置かれる。なお、■はアームA
1上の歪ゲージSG、 、 SG;の抵抗R,1,R,
2を示し、■はアームA2上の歪ゲージSG2.SG′
2の抵抗R21+ R22を示す。
電源電圧なEとすればブリッジの出力電圧は次式で示さ
れる。
れる。
作用:
(1)式の括弧内の第1項R21/ (R2,+ R,
2,、と第2項R22/’ (R22+ R+2 )お
よび(1)式は、それぞれ、次の如く整理される。
2,、と第2項R22/’ (R22+ R+2 )お
よび(1)式は、それぞれ、次の如く整理される。
第1項=’ = 1 +R,2/R2、−−−−−−−
−−゛−−−−−−−−−− +21e=(f、−f2
)E・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・(4)第4図に示す
如く出力電圧eはf、とf2との差に比例する量である
ため、f、がΔだけ増大するがf2も同じくΔだけ増大
する場合、或いは、f、がΔだけ減少するがf2も同じ
くΔだけ減少する場合には不変に保たれる。
−−゛−−−−−−−−−− +21e=(f、−f2
)E・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・(4)第4図に示す
如く出力電圧eはf、とf2との差に比例する量である
ため、f、がΔだけ増大するがf2も同じくΔだけ増大
する場合、或いは、f、がΔだけ減少するがf2も同じ
くΔだけ減少する場合には不変に保たれる。
これらの場合は、外殻ケースCにトルクを及ぼさない外
力、すなわち軸心0を通る平面内にある外力が加わる場
合に対応する。軸心Oを通る平面内にある外力は抵抗R
H〜R2□を変化させるが、上記+21 +31式の分
母上の項R2+ /’R+2とRN/R22とに同様の
変化をもたらすため、結果的には出力電圧eを変化させ
ないのである。(R2j/R+2が増大すればR+j/
R22も増大し、逆にR2,/R1□が減少すればRH
/R2□も減少する。)この点よりして本発明によるも
のは外乱による影響を殆んど受けることなく負荷トルク
を忠実かつ正確に検出し得るものとなってAるのである
。
力、すなわち軸心0を通る平面内にある外力が加わる場
合に対応する。軸心Oを通る平面内にある外力は抵抗R
H〜R2□を変化させるが、上記+21 +31式の分
母上の項R2+ /’R+2とRN/R22とに同様の
変化をもたらすため、結果的には出力電圧eを変化させ
ないのである。(R2j/R+2が増大すればR+j/
R22も増大し、逆にR2,/R1□が減少すればRH
/R2□も減少する。)この点よりして本発明によるも
のは外乱による影響を殆んど受けることなく負荷トルク
を忠実かつ正確に検出し得るものとなってAるのである
。
実施例:
第5図乃至第5図は本発明によるトルク検出装置の1例
を示す。これらの図において、(1)は軸(2)に回転
を与える駆動装置の外殻ケースである。
を示す。これらの図において、(1)は軸(2)に回転
を与える駆動装置の外殻ケースである。
外殻ケース(2)の前端には軸(2)の中心に関しラジ
アル方向の第1.第2の腕+31 +41を具えた部材
(5)が増付けられ、この部材(5)は静止部(6)に
ビン連結される。静止部(6)はプラケット(7)の部
分において外殻ケース(1)の後端を回動自在に支持す
る。
アル方向の第1.第2の腕+31 +41を具えた部材
(5)が増付けられ、この部材(5)は静止部(6)に
ビン連結される。静止部(6)はプラケット(7)の部
分において外殻ケース(1)の後端を回動自在に支持す
る。
+81 +8’lは第1図のSG+ 、 SG’+に相
当する歪ゲージ、+9+ +9iは第1図のSG2 、
SG′2に相当する歪ゲージである。歪ゲージ+81
+8’l +9) +9’lの接続および作用は第1
図および第2図について説明した通りである。
当する歪ゲージ、+9+ +9iは第1図のSG2 、
SG′2に相当する歪ゲージである。歪ゲージ+81
+8’l +9) +9’lの接続および作用は第1
図および第2図について説明した通りである。
第6図乃至第5図に示すものは横置き型のものであった
が、第6図および第7図に示すものは縦置き型のもので
ある。第6図および第7図において、αυは軸a’bに
回転を与える駆動装置の外殻ケースである。外殻ケース
αυの下方には軸a′2の中心に関しラジアル方向の腕
α3 (14+を具えた部材a9が外殻ケースαDに一
体化して設けられる。この部材αシは静止部O0にビン
連結される。OQα6は第1図のSG、 。
が、第6図および第7図に示すものは縦置き型のもので
ある。第6図および第7図において、αυは軸a’bに
回転を与える駆動装置の外殻ケースである。外殻ケース
αυの下方には軸a′2の中心に関しラジアル方向の腕
α3 (14+を具えた部材a9が外殻ケースαDに一
体化して設けられる。この部材αシは静止部O0にビン
連結される。OQα6は第1図のSG、 。
SG’+に相当する歪ゲージ、α* am ハ第1図)
SG2 、 SG’!に相当する歪ゲージである。歪ゲ
ージσs tAαsujの接続および作用は第1図およ
び第2図について説明した通りである。
SG2 、 SG’!に相当する歪ゲージである。歪ゲ
ージσs tAαsujの接続および作用は第1図およ
び第2図について説明した通りである。
発明の効果:
本発明は歪ゲージの使用に関連して起るさきに指摘した
問題点に解決を与えて、歪ゲージを使用するトルク検出
装置が高い精度をもつものとして提供されるようにする
ものである。
問題点に解決を与えて、歪ゲージを使用するトルク検出
装置が高い精度をもつものとして提供されるようにする
ものである。
第1図は本発明によるトルク検出装置の構成を略図的に
示す図面、第2図は第1図jこ示すものの歪ゲージによ
るブリッジを示す回路図、第6図乃至第5図は本発明に
よるトルク検出装置の1例を示す正面図、左側面図およ
び右側面図、第6図は本発明によるトルク検出装置の他
の1例を示す正面図、第7図は第6図に示すものの外殻
ケースを外して示す平面図である。 第1閃 第2医 第3図
示す図面、第2図は第1図jこ示すものの歪ゲージによ
るブリッジを示す回路図、第6図乃至第5図は本発明に
よるトルク検出装置の1例を示す正面図、左側面図およ
び右側面図、第6図は本発明によるトルク検出装置の他
の1例を示す正面図、第7図は第6図に示すものの外殻
ケースを外して示す平面図である。 第1閃 第2医 第3図
Claims (1)
- 軸に回転を与える駆動装置の外殻ケースまたは外殻ケー
スに一体化された部材を、上記軸の軸心に関しラジアル
方向の第1、第2の腕を介し、静止部に連結して上記軸
に加わる負荷トルクにより第1、第2の腕に曲げモーメ
ントが加わるようにし、第1の腕における1組の伸長圧
縮面および第2の腕における1組の伸長圧縮面のおのお
のにそれぞれ歪ゲージを取付け、第1第2の腕上の歪ゲ
ージのうち伸長圧縮の条件を同じくする歪ゲージを対向
辺上に置くトルク検出用ホイートストンブリッジを設け
たことを特徴とするトルク検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25158785A JPS62112023A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25158785A JPS62112023A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | トルク検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62112023A true JPS62112023A (ja) | 1987-05-23 |
Family
ID=17225031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25158785A Pending JPS62112023A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62112023A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5353647A (en) * | 1992-09-30 | 1994-10-11 | Carl Schenck Ag | Apparatus for measuring Coriolis forces for ascertaining a mass flow, especially a bulk material flow |
JP2003083824A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-19 | Kawatetsu Advantech Co Ltd | トルク計 |
JP2005291973A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toin Gakuen | 変速機の効率測定方法及びそれに用いる装置 |
JP2006522577A (ja) * | 2003-04-04 | 2006-09-28 | ヴィッテンシュタイン アーゲー | 電動機及び/又は変速機 |
JP2009058388A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Tetsuya Mori | トルクセンサ及びトルクセンサ付モータ |
JP2013061305A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-04 | Toyota Motor Corp | トルク計測装置 |
JP2016130730A (ja) * | 2015-01-07 | 2016-07-21 | 株式会社ロボテック | モータシステム |
WO2019220516A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | アクチュエータおよびトルクセンサユニット |
-
1985
- 1985-11-09 JP JP25158785A patent/JPS62112023A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5353647A (en) * | 1992-09-30 | 1994-10-11 | Carl Schenck Ag | Apparatus for measuring Coriolis forces for ascertaining a mass flow, especially a bulk material flow |
JP2003083824A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-19 | Kawatetsu Advantech Co Ltd | トルク計 |
JP2006522577A (ja) * | 2003-04-04 | 2006-09-28 | ヴィッテンシュタイン アーゲー | 電動機及び/又は変速機 |
JP4847315B2 (ja) * | 2003-04-04 | 2011-12-28 | ヴィッテンシュタイン アーゲー | 電動機及び/又は変速機 |
JP2005291973A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toin Gakuen | 変速機の効率測定方法及びそれに用いる装置 |
JP2009058388A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Tetsuya Mori | トルクセンサ及びトルクセンサ付モータ |
JP2013061305A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-04 | Toyota Motor Corp | トルク計測装置 |
JP2016130730A (ja) * | 2015-01-07 | 2016-07-21 | 株式会社ロボテック | モータシステム |
WO2019220516A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | アクチュエータおよびトルクセンサユニット |
JPWO2019220516A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2021-03-11 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | アクチュエータおよびトルクセンサユニット |
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