KR20200019245A

KR20200019245A - 토크 검출기

Info

Publication number: KR20200019245A
Application number: KR1020207002935A
Authority: KR
Inventors: 유키 세토; 요시유키 이시쿠라; 리나 오가사와라
Original assignee: 아즈빌주식회사
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-02-21
Also published as: WO2019039146A1; JP6698595B2; JP2019039708A; CN111033199A; KR102332884B1

Abstract

2개의 플랜지부(51, 52), 및 상기 2개의 플랜지부(51, 52) 사이에 마련되고, 상기 2개의 플랜지부(51, 52)보다 축 직경이 작은 스트레인 발생부(53)를 갖는 회전축체(5)에 대해, 상기 2개의 플랜지부(51, 52)에 걸쳐 고정된 베이스판(2)과, 베이스판(2)의 스트레인 발생부(53)에 대향하는 위치에 탑재된 스트레인 센서(1)와, 베이스판(2)의 스트레인 발생부(53)에 대향하는 양 측면에 형성되고, 스트레인 센서(1)의 폭보다 좁은 오목부(21)를 구비하였다.

Description

토크 검출기

본 발명은 회전축체에 가해지는 토크를 검출하는 토크 검출기에 관한 것이다.

회전축체에 가해지는 토크를 검출하는 방식의 하나로서, 회전축체의 둘레면에 금속 스트레인 게이지를 부착하여, 토크에 의해 회전축체의 둘레면에 발생하는 전단 응력의 크기를, 금속 스트레인 게이지에 있어서의 저항값 변화에 의해 검출하는 방식이 있다.

이 방식에 있어서, 미소한 토크 변화를 정밀도 좋게 검출하는 경우에는, 회전축체에 있어서의 스트레인 발생부의 축 직경을 작게 하여 비틀림 강성을 낮게 함으로써, 감도를 향상시키는 수법이 취해진다(예컨대 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2002-139391호 공보

그러나, 회전축체의 스트레인 발생부의 축 직경을 작게 하여 강성이 떨어지면, 응력 증대에 의한 히스테리시스의 문제(감도와 히스테리시스의 트레이드오프의 문제)가 발생하여, 정밀도의 향상은 기대할 수 없다.

또한, 구동계 및 부하계와의 접속의 형편상 필요한 회전축체의 외형 사이즈에 대해, 스트레인 발생부의 축 직경을 작게 한 경우, 좁고 깊숙한 개소에 금속 스트레인 게이지를 부착하게 된다. 따라서, 금속 스트레인 게이지를 위치 정밀도 좋게 균일하게 부착하는 것이 어렵다고 하는 과제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 토크의 검출 정밀도가 향상되는 토크 검출기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따른 토크 검출기는, 2개의 플랜지부, 및 상기 2개의 플랜지부 사이에 마련되고, 상기 2개의 플랜지부보다 축 직경이 작은 스트레인 발생부를 갖는 회전축체에 대해, 상기 2개의 플랜지부에 걸쳐 고정된 베이스판과, 베이스판의 스트레인 발생부에 대향하는 위치에 탑재된 스트레인 센서와, 베이스판의 스트레인 발생부에 대향하는 양 측면에 형성되고, 스트레인 센서의 폭보다 좁은 오목부를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기한 바와 같이 구성했기 때문에, 토크의 검출 정밀도가 향상된다.

도 1a, 도 1b는 본 발명의 실시형태 1에 따른 토크 검출기의 구성예를 도시한 도면(스트레인 센서가 베이스판을 통해 회전축체에 부착된 상태를 도시한 도면)이며, 도 1a는 측면도이고, 도 1b는 상방에서 본 사시도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 스트레인 센서의 구성예를 도시한 도면이며, 도 2a는 상면도이고, 도 2b는 측면도이며, 도 2c는 A-A'선 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 저항 게이지의 배치예를 도시한 상면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 저항 게이지에 의해 구성되는 풀 브리지 회로의 구성예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 스트레인 센서의 제조 방법의 일례를 도시한 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 베이스판의 구성예를 도시한 상면도(스트레인 센서가 탑재된 상태를 도시한 도면)이다.
도 6a, 도 6b는 토크 검출기의 기본 동작 원리를 설명하는 도면이며, 도 6a는 회전축체에 가해진 토크를 도시한 측면도이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 토크에 의해 스트레인 센서에 발생한 응력 분포의 일례를 도시한 도면이다.
도 7a, 도 7b는 본 발명의 실시형태 1에 따른 토크 검출기의 효과를 도시한 도면이며, 도 7a는 베이스판의 오목부 사이의 폭(잘록부 폭)을 도시한 도면이고, 도 7b는 잘록부 폭과 토크 검출기의 감도와의 관계의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 회전축체의 다른 구성예를 도시한 단면도(스트레인 센서가 베이스판을 통해 회전축체에 부착된 상태를 도시한 도면)이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 저항 게이지의 다른 배치예를 도시한 상면도이다.
도 10a는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 저항 게이지의 다른 배치예를 도시한 상면도이고, 도 10b는 도 10a에 도시된 저항 게이지에 의해 구성되는 하프 브리지 회로의 구성예를 도시한 도면이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 실리콘층의 다른 구성예를 도시한 이면도이다.
도 12a, 도 12b는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 베이스판의 다른 구성예를 도시한 상면도(스트레인 센서가 탑재된 상태를 도시한 도면)이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

실시형태 1

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 토크 검출기의 구성예를 도시한 도면이다. 도 1에서는, 스트레인 센서(1)가 베이스판(2)을 통해 회전축체(5)에 부착된 상태를 도시하고 있다.

회전축체(5)는, 축 방향에 있어서의 일단에 모터 등의 구동계(6)가 접속되고, 타단에 로봇 핸드 등의 부하계가 접속된다. 이 회전축체(5)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 플랜지부(51), 플랜지부(52) 및 스트레인 발생부(53)를 갖고 있다.

플랜지부(51)는 축 방향에 있어서의 일단에 구동계(6)의 샤프트가 접합된다.

플랜지부(52)는 축 방향에 있어서의 일단에 부하계의 샤프트가 접합된다.

스트레인 발생부(53)는, 플랜지부(51)와 플랜지부(52) 사이에 마련되고, 플랜지부(51) 및 플랜지부(52)보다 작은 축 직경으로 구성되어 있다. 예컨대, 스트레인 발생부(53)의 축 직경은, 회전축체(5)로서 필요한 강성을 유지 가능한 최소 직경으로 설정된다. 이 스트레인 발생부(53)는, 축 방향에 있어서의 일단이 플랜지부(51)의 타단에 접속되고, 타단이 플랜지부(52)의 타단에 접속된다.

이와 같이, 회전축체(5)는, 플랜지부(51)와 플랜지부(52) 사이에, 플랜지부(51) 및 플랜지부(52)보다 축 직경이 작은 스트레인 발생부(53)를 갖는 H형 스트레인 발생체로 구성되어 있다.

한편, 토크 검출기는, 회전축체(5)에 가해지는 토크를 검출한다. 토크 검출기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 스트레인 센서(1) 및 베이스판(2)을 구비하고 있다. 이하에서는, 스트레인 센서(1)로서 반도체 스트레인 게이지를 이용한 경우를 도시한다.

스트레인 센서(1)는, 베이스판(2)을 통해 회전축체(5)에 부착되고, 외부로부터의 전단 응력(인장 응력 및 압축 응력)에 따른 전압을 출력하는 반도체 스트레인 게이지이다. 스트레인 센서(1)는, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)에 의해 실현된다. 이 스트레인 센서(1)는, 베이스판(2)의 스트레인 발생부(53)에 대향하는 위치에 탑재된다. 스트레인 센서(1)는, 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 실리콘층(기판층)(11) 및 절연층(12)을 갖는다.

실리콘층(11)은, 외력에 따라 변형이 발생하는 단결정 실리콘이며, 복수의 저항 게이지(확산 저항)(13)를 포함하는 휘트스톤 브리지 회로를 갖는 센서층이다. 실리콘층(11)에는, 이면(裏面)(일면)의 중앙에, 홈부(111)가 형성되어 있다. 홈부(111)에 의해, 실리콘층(11)에는 박육부(薄肉部; 112)가 구성된다. 저항 게이지(13)는, 이 박육부(112)에 형성된다.

한편, 박육부(112)의 두께는, 실리콘층(11)의 강성 등에 따라 적절히 설계된다. 예컨대, 실리콘층(11)의 강성이 낮은 경우에는 박육부(112)는 두껍게 되고, 실리콘층(11)의 강성이 높은 경우에는 박육부(112)는 얇게 된다.

또한, 단결정 실리콘은, 결정 이방성을 갖고, p형 실리콘 (100)면에 있어서, <110> 방향일 때에 피에조 저항 계수가 가장 커진다. 그 때문에, 저항 게이지(13)는, 예컨대 표면의 결정 방위가 (100)인 실리콘층(11)의 <110> 방향으로 형성된다.

도 3에서는, 풀 브리지 회로(휘트스톤 브리지 회로)를 구성하는 4개의 저항 게이지[13(R1~R4)]가, 실리콘층(11)의 변 방향에 대해 경사 방향(45도 방향)으로 형성되어, 스트레인 센서(1)가 2방향의 전단 응력을 검지하는 경우를 도시하고 있다. 한편 여기서는, 상기 경사 방향의 구체예로서 45도 방향으로 한 경우를 나타내었으나, 상기 경사 방향은 45도 방향에 한정되지 않고, 스트레인 센서(1)의 특성상, 어느 정도의 어긋남(예컨대 44도 방향 또는 46도 방향 등)은 허용된다.

절연층(12)은, 상면이 실리콘층(11)의 이면에 접합되고, 이면이 회전축체(5)에 접합되는 대좌(臺座)이다. 이 절연층(12)으로서는, 예컨대 유리 또는 사파이어 등을 이용할 수 있다.

다음으로, 스트레인 센서(1)의 제조 방법의 일례에 대해, 도 4를 참조하면서 설명한다.

스트레인 센서(1)의 제조 방법에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 실리콘층(11)에, 이온 주입에 의해 복수의 저항 게이지(13)를 형성한다(단계 ST1). 그리고, 복수의 저항 게이지(13)에 의해 휘트스톤 브리지 회로를 형성한다.

계속해서, 실리콘층(11)의 이면에, 에칭에 의해 홈부(111)를 형성한다(단계 ST2). 이에 의해, 실리콘층(11)의 저항 게이지(13)가 형성된 개소를 박육부(112)로 되게 한다.

계속해서, 실리콘층(11)의 이면과 절연층(12)의 상면을, 예컨대 양극 접합에 의해 접합한다(단계 ST3).

베이스판(2)은, 스트레인 센서(1)가 탑재되며, 플랜지부(51) 및 플랜지부(52)에 직접 걸쳐 고정되는 판 부재이다. 이 베이스판(2)으로서는, 예컨대 코바르 등의 금속 부재를 이용할 수 있다. 도 1에서는, 베이스판(2)이, 플랜지부(51) 및 플랜지부(52)의 둘레면에 걸쳐 고정된 경우를 도시하고 있다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스판(2)에는, 스트레인 발생부(53)에 대향하는 양 측면의 중앙에, 오목부(21)가 형성되어 있다. 이 오목부(21)는 스트레인 센서(1)의 폭보다 좁게 구성되어 있다. 또한, 오목부(21)는, 플랜지부(51)와 플랜지부(52) 사이(축 방향에 있어서의 간격)보다 좁게 구성되어 있다.

또한 상기한 바와 같이 하여 제조된 스트레인 센서(1)를 베이스판(2)에 부착하는 경우에는, 절연층(12)의 이면과 베이스판(2)을 예컨대 땜납 접합에 의해 접합한다. 이때, 절연층(12)의 이면 및 베이스판(2)의 접합 부위를 메탈라이즈한 후에, 땜납 접합을 행한다. 또한, 베이스판(2)을 회전축체(5)에 부착하는 경우에도 상기와 마찬가지로 예컨대 땜납 접합에 의해 접합한다.

또한, 스트레인 센서(1)는, 저항 게이지(13)가 회전축체(5)의 축 방향에 대해 경사 방향(45도 방향)을 향하도록 배치된다. 즉, 저항 게이지(13)는, 회전축체(5)에 토크가 가해졌을 때에 발생하는 전단 응력의 발생 방향을 향하도록 배치된다. 한편 여기서는, 상기 경사 방향의 구체예로서 45도 방향으로 한 경우를 나타내었으나, 상기 경사 방향은 45도 방향에 한정되지 않고, 스트레인 센서(1)의 특성상, 어느 정도의 어긋남(예컨대 44도 방향 또는 46도 방향 등)은 허용된다.

다음으로, 토크 검출기의 기본 동작 원리에 대해, 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 6a에서는, 스트레인 센서(1)가 부착된 회전축체(5)의 일단에 구동계(6)가 접속되고, 이 구동계(6)에 의해 회전축체(5)에 토크가 가해진 상태를 도시하고 있다. 또한 도 6에서는, 원기둥형의 회전축체(5)를 이용하고, 스트레인 센서(1)가 회전축체(5)에 직접 부착된 경우를 도시하고 있다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 회전축체(5)에 토크가 가해짐으로써, 회전축체(5)에 부착된 스트레인 센서(1)가 변형되어, 스트레인 센서(1)의 표면에 도 6b에 도시된 바와 같은 전단 응력이 발생한다. 도 6에서는, 색이 짙은 점일수록 인장 응력이 강한 상태이고, 색이 옅은 점일수록 압축 응력이 강한 상태인 것을 나타내고 있다. 그리고, 회전축체(5)의 축 방향에 대해 경사 방향(45도 방향)을 향한 저항 게이지(13)는, 이 전단 응력에 따라 저항값이 변화하고, 스트레인 센서(1)는, 저항값의 변화에 따른 전압을 출력한다. 그리고, 토크 검출기는, 이 스트레인 센서(1)에 의해 출력된 전압으로부터 회전축체(5)에 가해진 토크를 검출한다.

실시형태 1에 따른 토크 검출기에서는, H형 스트레인 발생체인 회전축체(5)에 대해, 베이스판(2)을 통해, 스트레인 센서(1)가 스트레인 발생부(53)보다 직경 방향 외측에 배치되어 있다.

이에 의해, 허용 토크를 확보하고, 또한, 스트레인 센서(1)를 유효하게 변형시킬 수 있다. 즉, 회전축체(5)에 토크가 가해졌을 때에 발생하는 스트레인의 크기는 축심으로부터 직경 방향 외측이 될수록 증가한다. 따라서, 축심으로부터 외측으로 떨어진 위치에 스트레인 센서(1)가 배치됨으로써, 회전축체(5)에 가해지는 토크에 대한 검출 감도가 향상된다. 또한, 스트레인 발생부(53)보다 직경 방향 외측에 베이스판(2)이 배치됨으로써, 베이스판(2)의 부착이 용이해진다.

또한, 실시형태 1에 따른 토크 검출기에서는, 베이스판(2)의 스트레인 발생부(53)에 대향하는 양 측면에 오목부(21)가 형성되고, 오목부(21)는 스트레인 센서(1)의 폭보다 좁게 구성되어 있다.

여기서, 스트레인 센서(1)가 베이스판(2)을 통해 회전축체(5)에 부착되면, 회전축체(5)의 변형이 스트레인 센서(1)에 전달될 때의 전달 효율이 떨어진다. 그래서, 베이스판(2)에 오목부(21)를 마련함으로써, 베이스판(2)이 회전 방향으로 변형되기 쉽게 되고, 또한, 스트레인 센서(1)의 폭(칩 길이)보다 좁은 영역에서 변형을 발생시킴으로써, 회전축체(5)에 가해지는 토크에 대한 검출 감도가 향상된다.

또한, 오목부(21)는, 플랜지부(51)와 플랜지부(52) 사이(축 방향에 있어서의 간격)보다 좁게 구성되어 있다. 이에 의해, 베이스판(2)의 변형을 국소적으로 집중시킬 수 있고, 변형량이 증대하여, 회전축체(5)에 가해지는 토크에 대한 검출 감도가 향상된다.

도 7에 실시형태 1에 따른 토크 검출기의 효과를 도시한다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 베이스판(2)의 오목부(21) 사이의 폭을 잘록부 폭(w)으로 한다. 이 경우, 이 잘록부 폭(w)과 토크 검출기의 감도와의 관계는, 예컨대 도 7b에 도시된 바와 같이 된다. 한편 도 7b에서는, 베이스판(2)에 잘록부가 없는[오목부(21)가 없는] 경우에서의 잘록부 폭비를 1로 하고, 그때의 감도비를 1로 하여, 잘록부 폭비와 감도비의 관계를 도시하고 있다. 이 도 7b에 도시된 바와 같이, 베이스판(2)에 오목부(21)를 마련함으로써, 토크 검출기의 감도비가 향상되는 것을 알 수 있다.

또한, 스트레인 센서(1)가 베이스판(2)에 탑재됨으로써, 스트레인 센서(1)의 고정 및 전기 취출 공정을 베이스판(2) 상에서 실시할 수 있다. 따라서, 스트레인 센서(1)가 취급하기 쉽고, 프로세스 장치 상의 제약도 적다.

또한, 스트레인 센서(1)와 베이스판(2)의 접합에서는, 땜납 접합에 의해 열이 가해진다. 그 때문에, 베이스판(2)의 재료를 적절히 선택함으로써, 선팽창률의 차에 의한 온도 특성 악화를 저감할 수 있다. 예컨대, 스트레인 센서(1)로서 실리콘을 이용한 경우에는, 베이스판(2)으로서 코바르를 이용한다.

한편 상기한 토크 검출기에서는, 실리콘층(11)의 이면 중앙에 홈부(111)가 형성됨으로써 박육부(112)가 구성되고, 저항 게이지(13)가 이 박육부(112)에 형성되어 있다. 이에 의해, 저항 게이지(13)가 형성된 박육부(112)에 응력을 집중시킬 수 있고, 회전축체(5)에 가해지는 토크에 대한 검출 감도가 향상된다.

또한 상기에서는, 베이스판(2)이, 플랜지부(51) 및 플랜지부(52)의 둘레면에 걸쳐 고정된 경우를 나타내었다. 그러나, 이것에 한하지 않고, 스트레인 센서(1)가 스트레인 발생부(53)보다 직경 방향 외측에 대향 배치되어 있으면 된다. 따라서, 예컨대 도 8에 도시된 바와 같이, 회전축체(5)[플랜지부(51, 52)]의 둘레면에 수납홈(54)을 형성하고, 베이스판(2)이 상기 수납홈(54)에 수납되어도 좋다.

또한, 4개의 저항 게이지(13)의 배치는 도 3에 도시된 배치에 한하지 않고, 예컨대 도 9에 도시된 바와 같은 배치로 해도 좋다.

또한 상기에서는, 휘트스톤 브리지 회로로서, 4개의 저항 게이지[13(R1~R4)]를 포함하는 풀 브리지 회로를 이용한 경우를 나타내었다. 그러나, 이것에 한하지 않고, 도 10에 도시된 바와 같이, 휘트스톤 브리지 회로로서, 2개의 저항 게이지[13(R1, R2)]를 포함하는 하프 브리지 회로를 이용해도 좋다. 한편, 도 10b에 있어서의 부호 R은, 고정 저항이다.

또한 도 11에 도시된 바와 같이, 실리콘층(11)의 이면에, 홈부(111)를 실리콘층(11)의 측면에 연통(連通)하는 연통홈부(113)가 형성되어도 좋다. 여기서, 실리콘층(11)과 절연층(12)의 접합에서는, 양극 접합에 의해 400도 정도의 온도가 가해진다. 그 때문에, 연통홈부(113)가 없는 경우에는, 양극 접합 시에, 실리콘층(11)과 절연층(12) 사이의 홈부(111)에 존재하는 공기가 고온 상태로 밀봉되어 버리고, 상온으로 내려가면 그 공기가 수축하기 때문에, 박육부(112)가 변형하여, 스트레인 센서(1)의 제로점이 어긋나 버릴 우려가 있다. 한편, 연통홈부(113)가 마련됨으로써, 양극 접합 시에, 홈부(111)에 존재하는 공기를 외부로 도피시킬 수 있어, 박육부(112)의 변형을 회피할 수 있다.

한편, 실리콘층(11)은, 홈부(111) 및 연통홈부(113)에 의해, 전체가 얇아지지 않도록, 일부만이 얇아지도록 구성될 필요가 있다.

한편 상기에서는, 기판층으로서, 실리콘층(11)을 이용한 경우를 나타내었으나, 이것에 한하지 않고, 외력에 따라 스트레인이 발생하는 부재이면 된다. 예컨대, 기판층으로서, 절연체(유리 등) 또는 금속을 이용할 수 있다. 여기서, 기판층이 절연체인 경우에는, 저항 게이지(13)는, 상기 절연체에 스퍼터링 등에 의해 성막(成膜)됨으로써 형성된다. 또한, 기판층이 금속인 경우에는, 저항 게이지(13)는, 상기 금속에 절연막을 통해 스퍼터링 등에 의해 성막됨으로써 형성된다. 또한, 기판층으로서 실리콘층(11)을 이용하고, 저항 게이지(13)가, 상기 실리콘층(11)에 스퍼터링 등에 의해 성막됨으로써 형성되어도 좋다.

기판층으로서 상기 절연체 또는 금속을 이용한 경우에도, 일반적인 금속 스트레인 게이지보다 게이지율은 높아진다. 또한, 성막에 의해 저항 게이지(13)를 형성한 경우에는, 실리콘층(11)에 이온 주입에 의해 저항 게이지(13)를 형성한 경우에 비해, 결정 방위에 따라 게이지율이 변화하는 일은 없고, 즉, 방향을 한정할 필요가 없어진다.

한편, 게이지율은, 성막에 의해 저항 게이지(13)를 형성한 경우에 비해, 실리콘층(11)에 이온 주입에 의해 저항 게이지(13)를 형성한 경우 쪽이, 4배~10배 이상 높아진다.

또한 상기에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 오목부(21)가 직사각형 형상으로 구성된 경우를 나타내었다. 그러나, 이것에 한하지 않고, 오목부(21)는, 예컨대, 도 12a에 도시된 바와 같은 반원 형상 또는 도 12b에 도시된 바와 같은 모서리에 R을 갖는 형상으로 구성되어도 좋다. 여기서, 베이스판(2)이 변형하는 경우, 오목부(21)의 모서리에 응력이 집중된다. 그 때문에, 오목부(21)를 반원 형상 또는 모서리에 R을 갖는 형상으로 함으로써, 베이스판(2)이 변형한 경우에서의 응력 분산 및 응력 완화를 도모할 수 있다.

또한 상기에서는, 스트레인 센서(1)로서, 도 2에 도시된 바와 같은 형상의 반도체 스트레인 게이지를 이용한 경우를 나타내었다. 그러나, 이것에 한하지 않고, 그 외의 형상의 반도체 스트레인 게이지를 이용해도 좋다. 또한, 스트레인 센서(1)로서, 그 밖의 스트레인 게이지(예컨대 금속 스트레인 게이지)를 이용해도 좋다.

또한, 박막 스트레인 게이지와 같이 스트레인 센서(1)의 강성이 낮은 경우에는, 베이스판(2)은, 스트레인 센서(1)에 대해 강성 조정의 역할도 수행한다.

이상과 같이, 이 실시형태 1에 의하면, 2개의 플랜지부(51, 52), 및 상기 2개의 플랜지부(51, 52) 사이에 마련되고, 상기 2개의 플랜지부(51, 52)보다 축 직경이 작은 스트레인 발생부(53)를 갖는 회전축체(5)에 대해, 상기 2개의 플랜지부(51, 52)에 걸쳐 고정된 베이스판(2)과, 베이스판(2)의 스트레인 발생부(53)에 대향하는 위치에 탑재된 스트레인 센서(1)와, 베이스판(2)의 스트레인 발생부(53)에 대향하는 양 측면에 형성되고, 스트레인 센서(1)의 폭보다 좁은 오목부(21)를 구비했기 때문에, 토크의 검출 정밀도가 향상된다.

한편, 본원 발명은 그 발명의 범위 내에 있어서, 실시형태의 임의의 구성요소의 변형, 혹은 실시형태의 임의의 구성요소의 생략이 가능하다.

산업상 이용가능성

본 발명에 따른 토크 검출기는, 토크의 검출 정밀도가 향상되기 때문에, 회전축체에 가해지는 토크를 검출하는 토크 검출기로 이용하기에 적합하다.

1: 스트레인 센서 2: 베이스판
5: 회전축체 6: 구동계
11: 실리콘층(기판층) 12: 절연층
13: 저항 게이지(확산 저항) 21: 오목부
51, 52: 플랜지부 53: 스트레인 발생부
54: 수납홈 111: 홈부
112: 박육부 113: 연통홈부

Claims

2개의 플랜지부, 및 상기 2개의 플랜지부 사이에 마련되고, 상기 2개의 플랜지부보다 축 직경이 작은 스트레인 발생부를 갖는 회전축체에 대해, 상기 2개의 플랜지부에 걸쳐 고정된 베이스판과,
상기 베이스판의 상기 스트레인 발생부에 대향하는 위치에 탑재된 스트레인 센서와,
상기 베이스판의 상기 스트레인 발생부에 대향하는 양 측면에 형성된 오목부
를 포함하는 토크 검출기.
제1항에 있어서, 상기 오목부는, 상기 스트레인 센서의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 토크 검출기.
제1항에 있어서, 상기 오목부는, 상기 2개의 플랜지부의 축 방향에 있어서의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 토크 검출기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부는, 반원 형상 또는 모서리에 R을 갖는 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 토크 검출기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트레인 센서는, 반도체 스트레인 게이지인 것을 특징으로 하는 토크 검출기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트레인 센서는, 외력에 따라 변형이 발생하는 기판층 및 상기 기판층에 성막(成膜)됨으로써 형성된 저항 게이지를 갖는 것을 특징으로 하는 토크 검출기.
제5항에 있어서, 상기 베이스판은, 코바르를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 검출기.