JPS63117231A - 軸継手のトルク検出装置 - 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） 本発明は、回転中の＃Ｉａ手の伝達トルクを検出する装
置に関する。

（従来技術） 従来、軸継手のトルク検出装置には、摩擦板を圧接し、
該摩擦板を介してトルクを伝達させ、軸継手の伝達トル
クが予め設定されたトルク以上となると摩擦面がスリッ
プしトルクの伝達をカットする機械的なトルクリミッタ
を有する軸継手、もしくは軸継手に特殊カムを装着し固
定側に感知フィルを設け、口伝速度に応、じた定間隔の
接近と離反による定周期の信号電流を検出して伝達トル
クを測定し、伝達が設定トルク以上になると指令信号に
よりトルク伝達をカットする軸継手等は公知であった。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、前者においては回転している軸継手の伝達トル
クの変化を検出することはできず過負荷時にトルク伝達
をカットするのみであった。

また、後者においては磁力変化を電気的に測定するため
の回路が複雑かつ高価であると共に正確な測定も難しか
った。

本発明の目的は、回転中の軸継手の伝達トルクを簡易な
装置によって検出可能とし、低コストの軸継手のトルク
検出装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、弾性体を介して回転を入力側から出力側に伝
達する軸継手の入力側と出力側にそれぞれ設けられた通
光部を有する回転体と共１こ該回転体を挟んで一方に該
回転体に向けて光を発する光源を設け、かつ他方に前記
通光部を通過した光を受光する光電スイッチを設け、該
光電スインチからの電気パルス信号によりトルクを検出
する信号処理部とを備えて構成されている。

本発明は、次のように作用する。

入力軸が回転し軸継手に加わるトルクによって弾性体が
ねじれて回転体の位相がずれる。この回転体のずれによ
り両回転体の通光部を通過する光量が変化する。この光
量変化を受光部で受光Ｌ　テ電気パルスに変換し、この
電気パルスの変化から伝達トルクを検出する。

（実施例） 以下に、本発明の一実施例を図を参照して説明する。

ｆｊＳ１図に示すように、軸継手１は、入力７ランジ２
と出力７ランノ３とがゴムなどの弾性体４によって接続
されており、該弾性体４を介して入力側から出力側に回
転が伝達される。該弾性体４は、環状に形成されており
、両端部を入力７ランジ２と出力７ランシ３にそれぞれ
圧力リング５．６を介して外側からねじ７により締付け
、固定されている。入力７ランノ２には入力軸８が取付
けられ、出力７ランノ３には出力軸９が取付けられる。

従って、１１１手１は入力軸８を回転した際、出力軸９
側の負荷が小さい場合には弾性体４のねじれは小さいが
、負荷が大きくなるとねじれは太き（なる。そのねじれ
角θは、ｔ５２図に示すように伝達トルクＴの大きさに
比例したものとなる。

前記圧力リング５．６の周縁はそれぞれ弾性体４より外
に延長されて円環状の回転体１０．１１が形成されてお
り、かつ回転体１０．１１は若干の隙間をおいて対向し
て設けられている。

この回転体１０．１１には、ｖＪ３図に示すようにスリ
ット状の通光部１２が等間隔に複数設けられている。す
なわち、通光部１２の幅はすべてθＣとなっており、通
光部１２の間隔もすべてθＣである。

前記軸継手１の組立な状態では、第４図（イ）に示すよ
うに回転体１０と回転体１１とは位相をθＣずらされ、
互いの通光部１２が他方の回転体１１．１０によって塞
がれるように設定されている。

一方、回転体１０．１１の近傍には光電スイッチ１４が
配置されている。この光電スイッチ１４は、１５図に示
すように回転体１０．１１に向けて尼を発する光源１５
と、開放部分１３を通過した光を電気パルスに変換する
７ｔトトランジスタなどを有する受光部１６から構成さ
れている。

従って、入力軸８を回転し、軸継手１に伝達トルクがか
かり弾性体４がねじれると回転体１０．１１の位相がず
れて、ｆ５４図（ロ）に示すように両回転体１０，１１
の通光部１２が重複して開放部分１３が生じ、光電スイ
ッチ１４の光源１５からの光が開放部分１３を通過し、
受光部１６に受光される。しかるに、弾性体４のねじれ
角θが大きくなると開放部分１３の幅が広くなり、開放
部分１３−個当たりの通過光量が多くなるから、開放部
分１３−個当たりの通過光量が変化することによって電
気パルスの幅も変化する。

前記光電スイッチ１４の受光部１６からの電気パルスは
信号処理部１７に入力され、電気パルスの幅の変化から
トルクを検出測定する。

また、信号処理部１７がらの信号は測定トルクを表示す
る表示部１８に入力される。表示部１８は、指示針など
の機械的表示、ランプ表示、ＣＲＴディスプレイ等表示
方式の種類は問わない。また、表示態様も、トルクの値
を連続的・具体的に表示するもの、トルクの大きさを段
階的に表示するもの、トルクが過負荷に近づいたことを
知らせるものなど種々のものが採用可能である。

本実施例は、信号処理部１７に予め所定のトルクに対応
する値を設定しておき、伝達トルクがその設定トルク以
上となると信号処理部１７が電磁開閉器１９を開く信号
を発して駆動源２０を停止し、トルクの伝達をカットす
るトルクリミッタ作用を有している。

次に、本実施例の作用を説明する。

入力軸８を停止している場合には、弾性体４のねじれは
Ｏであるが、トルクがかかると第２図に示すようにトル
クＴの大きさに比例したねじれが生じ、そのねじれ角θ
に応じて回転体１０．１１の位相がずれる。

この回転体１０，１１の位相のずれによって第４図（ロ
）に示すように両回転体１０．１１の通光部１２が重複
して開放部分１３が生じ、光が開放部分１３を通過し、
光電スイッチ１４がＯＮする。

伝達トルクＴが大きく弾性体４のねじれ角θが大きいと
、回転体１０．１１の位相のずれも大きなものとなり、
開放部分１３の幅が広く通過光量ら多くなる。一方、ト
ルクＴが小さし１と弾性体４の復元力によって弾性体４
のねじれ角θは小さくなり、回転体１０．１１も元に戻
ろうとする。

このように伝達トルクＴに応じて両回転体１０．１１を
通過する光量が変化するが、この光量変化を光電スイッ
チ１３によって電気パルスに変換し、電気量として検出
するものである。

ここで電気パルスの幅は第６図に示すように伝達トルク
に比例したものとなる。即ち、ｆｊＳ６図（イ）はトル
クがＯの状態であり電気パルスの発生しない状態、同図
（ロ）はトルクがかがって電気パルスが発した状態、更
に同図（ハ）はトルクが前記（ロ）より大きくなり電気
パルスの幅が大きくなった状態を示している。

光電スイッチ１３からの電気パルスを信号処理部１７に
入力し、電気パルスの幅の変化からトルクを検出測定す
る。トルク測定方法には、例えば犬のものがある。

一ツノ方法は、電気パルスを電圧として積分するもので
ある。！５６図（イ゛）（口゛）（）１゛）はそれぞれ
同図（イ）（ロ）（ハ）を積分したものであり、積分し
た電圧はトルクに比例するので電圧の大きさによりトル
クＴが測定できる。

他の方法は、第６図（ロ）に示すように電気パルスの幅
Ｎと次の受光部までの幅Ｓを測定し、Ｎ／Ｓがトルクに
比例していることがら、トルクを測定できる。

信号処理部１７からのイボ号により表示部１８において
トルクが表示される。

伝達トルクが設定トルクに達した場合には、信号処理部
１７が電磁開閉器１９を開く信号を発して駆動源２０を
停止し、トルク伝達をカットし過負荷を防止する。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例
えば次のようなものも本発明に包含される。

上記実施例では、ねじれ角が大きいほど電気パルスの幅
が広くなるようにしたが、逆にねじれ角が大きいほど開
放部分が狭くなり光量が少なくなり電気パルスの幅が狭
くなるように両回転体の位相を設定し、且つ信号処理部
には電気パルスが小さいほどトルクが大きいと設定して
おくようにしてもよい。

また、通光部１２は、スリット状にする他、穴状なと光
が通過するものであればよい。

また、過負荷防止のためトルクリミッタ作用を持たせる
部分は本発明の必須要件ではない。

さらに、トルクを測定する他、トルクの検知信号によっ
て伝達トルクを設定値に維持するフィードバック制御を
行うことも本発明に包含される。このような場合などに
は、表示部は必ずしも設けなくともよい。

（発明の効果） 本発明は、伝達トルクの変化による軸継手の弾性体のね
じれを回転体の位相のずれとして光学的に検出し、この
光量変化を電気信号に変換しトルクを検出するから、ト
ルク変動を正確に検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の縦断面図である。 １２図は、弾性体のねじれ角−トルクの特性曲線である
。 第３図は、回転体の正面図である。 第４図（イ）（ロ）は、回転体の作用を示す正面図であ
る。 ＰＩＳ５図は、第”１図の実施例の略図である。 第６図（イ）（ロ）（ハ）はトルクの異なる電気パルス
のタイムチャートであり、同図（イ゛）（口゛）（ハ゛
）はその積分されたタイムチャートである。 １：軸継手　２：入力７ランジ ３：出力７ランノ　４：弾性体 ５．６：圧力リング　１０．１１：回転体１２：通光部
　１３：開放部分 １４：光電スイッチ　１５：光源　１６：受光部１７：
信号処理部　１８：表示部 復代理人　弁理士　辻　三部（はが１名）第１図 （イ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ロ）
第５図 手続補正書（方式） 昭和６２年６月１日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弾性体を介して回転を入力側から出力側に伝達する軸継
   手の入力側と出力側にそれぞれ設けられた通光部を有す
   る回転体と共に、該回転体を挟んで一方に該回転体に向
   けて光を発する光源を設け、かつ他方に前記通光部を通
   過した光を受光する光電スイッチを設け、該光電スイッ
   チからの電気パルス信号によりトルクを検出する信号処
   理部とを備えて成ることを特徴とする軸継手のトルク検
   出装置。