TW301710B - - Google Patents

Description

301710 A7 B7 經濟部t央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（1 ) 〔發明領域〕 本發明係關於一種在轉軸上測暈扭力的裝置*更詳言 之，本發明係關於一種測置扭力的裝置其可以減少縱向撓 曲效果以增加測量的精確性· F R — 2 6 9 2 9 8 6號描述一種測置轉軸扭力的裝 置，該裝置包括兩個磁場生成器與第—支持件相整合且位 於該軸直截面平面上，以及兩種用以感受磁場的裝置與第 二支持件相整合且不動地固定在該軸的另一直截面的平面 上*該兩支持件經由導向軸承彼此連接，其允以轉軸因讀 取域變化所造成的縱向撓曲效果得以降低且故而使扭力測 置值更精確· 根據本發明的裝置利用於包含縮減横截面區域的扭力 軸之特殊特性。於一測量扭力的裝置內使用此等軸以將扭 轉應力局限在該縮減橫截面的區域內其本身已爲習知且述 於例如 FR— 2661246。 〔發明概要〕 根據本發明，測量轉軸扭力的裝置包括兩個磁場產生 器相對於該軸對稱地固定在垂直於該軸的第一平面上之磁 場產生器，及用於感應磁場的兩元件，其相對於軸對稱地 固定在與第一平面平行且軸向偏離的第二平面上，其中該〜 感應元件會依產生器相對於感應元件所產生之相對偏移角 度來输送與扭力成比例的訊號，該裝置特徴在於第一平面 及第二平面間之居中平面會通過軸在縱向撓曲應力下的最 —^'-----裝—： • · { (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 旅 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 2们公釐） 一 4 - 301710 A7 B7 五、發明説明（2 ) 大變形置點· 根據本發明的另一特徵，該軸包含一帶有最大變形置 黏的縮減橫截面區域，且生成器及感應元件係分別攜於被 固定於軸上之第一支持件及第二支持件上，且其提供來將 居間平面於該最大偏離點的髙度定位· 根據本發明的另一特徴，該第一及第二支持件，每一 支持件均包含延伸於該軸附近之概略爲管狀的第一元件， 及一被固定於第一元件上且呈徑向延伸呈概略環形的第二 元件* 根據本發明的另一特徼，該軸於縱向撓曲應力下的最 大變形置點係位於相對於該縮減横截面區域中心的垂直斑 0 根據本發明的裝置其可以減少由於扭力軸縱向撓曲所 引起的讀取域的變化，且故而可於不使用居中軸承下而增 進扭力測置值的精確性· 本發明的其他特徴及優黏將藉描述根據本發明裝置來 測量扭力的最佳實施例且參考圖式來顯示* 請 閲· 讀 背 ®. 之 注 項产《 再 填 |裝 頁 訂 線 經濟部中央樣準局員工消費合作社印笨 〔圖式簡要說明〕 圖1爲本發明裝置的縱向截面視圖， 圖2爲本發明裝置變化的示意圖，其中氣隙的居中平 面於撓曲應力下通過該軸的最大變形量黏， 圖3爲圈2裝置縱向撓曲的示意圖， 圖4爲一裝置的示意圓，其中氣隙的居中平面在撓曲 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（3 ) 應力下未通過該軸的最大變形量黏， 圖5爲圖4裝置縱向撓曲的示意圖， 圖6爲置於一輔助駕駛盤齒輪箱之本發明裝置變化的 部份縱向截面視圖。 〔最佳實施例詳細說明〕 圖1所示裝置欲測置直徑D的軸1的扭力*其操作模 式係述於FR—2692986·軸1攜有一第一支持件 2，相對於軸1其上具有對稱地固定的兩磁場產生器3a 及3b，該等磁場產生器被提供有具反平行方向（antiparallel direction) 的磁性結構 * 兩個磁場感應器 4 a 及 4 b亦相對於軸1對稱地固定在亦由軸1所攜帶的第二支 持件5上，該感應元件4 a及4 b相對於該產生器3 a及 3 b係軸向地偏離，且由氣隙E所分離* 軸1在支持件2及5間包含一縮減橫截面區域6，其 具有較軸1直徑D較小的直徑d·當軸1的扭轉動量因該 軸（1 )之四次方的強度而異時，扭力剛性在由軸1直徑 D處通過具縮減截面的區域6時會隨著因子（d/Df 而產生變化。此種於剛性的變化容允，以一已知的方法， 即藉由小心的選擇d/D的比例，來將軸1的扭力變形局 限於具縮減截面的區域6·其亦容允增進該裝置測量扭力 的敏感度•甚者，軸1撓曲期間的晒性依軸1直徑的四次 方而異•結果爲縱向撓曲期間的剛性亦在由軸1直徑D處 通過具縮減截面的區域6時隨著因子（d/D/而變化· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0 X 297公釐） 6 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 301710 A7 ____B7___ 五、發明説明（4 ) 故而將軸1縱向捧曲期間的變形加以局限且使應力下最大 變形限於縮減直徑的面域6是可能的•爲達此目的，軸1 係保持於位在縮減截面區域6外的兩支持件上。一般情形 下，縱向扭曲應力下最大變形點係根據軸1的負載條件來 決定•於該兩支持件係對稱地位在縮減截面的區域6的兩 側的特例中，如圖2所顯示，縱向撓曲應力的最大變形點 係位在縮減截面的區域6的中心G· 故而*如圖2所示地，使得氣隙E的居中平面通過縮 減截面的區域6的中心G係特別有利的•氣隙E的居中平 面爲垂直於軸1的第一平面P1的居中平面且穿過兩磁場 產生器3 a及3 b的作用面一該產生器3 a及3 b的活動 面應了解爲感應器4 a及4 b的相對面一且爲垂直於軸1 的第二平面P 2的居中平面且穿過磁場感應元件4 a及 4 b ·於此構形中，縱向撓曲涉及該平面p 1及p 2沿著 垂直於軸1軸線的軸作相對轉動•由此轉動所引起氣隙E 的變化係轉變成一在撓曲之外的變置相當於離開+ d L的 縱向距離，及在擦曲內的變量相當於縱向內移一d L，如 圖3所示•於此狀況·即居中平面並不通過具縮減截面該 區域6的中心G，如鼷4所示，撓曲涉及平面P 1及P 2 的輔助性徑向及相對位移·該徑向位移涉及氣隙E變量的 徑向分置+ dR，其係個別地加至縱向位移+ dL及 jj 一 d L上，如圖5所示，以個別地產生撓曲外的變量d R + d L及撓曲內的變童d R — d L ·本發明裝置故而可消 除由軸1縱向撓.曲所引起氣隙E徑向分童的變量，且故而

• C 本紙张尺度通用中國國家標芈（CNS ) Λ4現格·（ 21DX297公釐） · ---------^丨裝丨.-----訂-----^線 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 鼸舞 —85109086 號專利中請索中文説明畜傪正貝 Γ — 氏爾86年 1月甚Kf A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 將此氣隙E的 行的扭力測量 離之氣隙距E 分離之氣隙距 分量被消除後 d L ) + ( E 無關。相反地 E a + E b = =2 E + 2 d 隙E的居中平 縱向撓曲所引 根據本發 3. a及3 b及 的居中平面通 於圖1 ， 表所測得扭力· 如纏捲於保護 圖6顯不 感測扭力裝置 別地於一端產 端產生與齒條 持件2及磁場 件均包含概略 a，其相對於 變量限於縱向 係與第一產生 a以及 E b的 ，所測 —d L ，當存 (E + R成比 面通過 起扭力 明支持 磁場感 過軸1 當感應 的電子 箱8內 與一輔 在應用 生稜紋 嚼合的 感應元 成管狀 概略呈 第二產 代數總 得的扭 )=2 在徑向 d L + 例且故 軸1的 測量的 件2及 應元件 縱向撓 元件4 訊號係 的螺旋 助駕駛 上的變 以容允 小齒輪 件4 a 且沿著 環狀且

^- 分量。因此 器3 a與第 生器3 b與 和成比例。 力値係與E E成比例， 分量時，所 d R ) + ( 而依附於縱 最大變形點 誤差。 5將容允分 4 a 及 4 b 曲的中心G ，本發 一感應 第二感 亦即是 a + E 且故而 測得的 E - d" 向撓曲 故而容 明‘裝置所進 元件4 a分 應元件4 b 說，當徑向 b = ( E + 與縱向撓曲 扭力値係與 L + d R ) 。事實上氣 允消除由軸 別包含磁場產生器 的平面P 1及P 2 a及4 b位在旋轉部位時，代 以一固定的參考點來修正，譬 旋轉通道。 之依據本發明用於 1的各端係用於個 纜線型7的 盤9相整合 化。扭力軸 連接至駕駛 。磁場產生 及4 b的支 軸1延伸的 徑向地延伸 盤柱軸，及於另一 器 及3 b的支 持件5 ，每一支持 第一元件2 a及5 的第二元件2 b ， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、tT 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公釐） 301710 A7 * B7 _ 五、發明説明（6 ) 5 b來固定，且可個別沿著第—元件2 a，5 a·旋轉以容 允初始調整相對於磁場產生器3 a，3 b的磁場轉變的感 應元件。於示於圖6的實施例中，第二支持件5事實上構 成了固定軸承12內環的延展部。旋轉道13可整合至駕 駛盤齒輪盒1 4內，如圖6所示。 明顯地，本發明於任何情況下均不限於所述及所展現 的實施例，其僅用於示範用。特別是，很清楚地光學感應 器可用以取代磁場產生器及對應的感應器。/ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. 财件2

   ^ 851090861衫 珑專利申請肃中文申讀專利範®修A i 民01 86乎1月晏 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種用來測量轉軸（1 )扭力的裝置，包含兩個 磁場產生器（3 a，3 b )相對於該軸（1 )對稱地固定 在垂直於該軸（1 )的第一平面（P1 )上之磁場產生器 (3a，3b)，及用於感應磁場的兩元件（4a，4b )，其相對於軸（1 )對稱地固定在與第一平面（P 1 ) 平行且軸向偏離的第二平面（P 2 )上，其中該感應元件 (4a，4b)會依產生器（3a，3b)相對於感應元 件（4 a ’ 4 b )所產生之相對偏移角度來輔Γ送與扭力成 比例的訊號，該裝置特徴在於第一平面（P 1 )及第二平 面（P.2 )間之居中平面會通過軸（1 )在縱向撓曲應力 下的最大變形量點。 2 .如申請專利範圍第〗項所述之測量扭力的裝置， 其特徵在於軸（1 )包含具縮減截面的區域（6 )，該區 域具有最大變形量點，及在於產生器（3 a，3 b )及感 應元件（4 a，4 b )係分別由固定在軸（1 )的第一支 持件（2)及第二支持件（5)，且其將居·中平面置於該 最大偏移點的高度。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 _如申請專利範圍第2項所述之測量扭力的裝置， 其特徵在於第一支持件（2)及第二支持件（5)，每一 支持件均包含延伸於該軸附近之概略爲管狀的第一元件（ 2 a，5 a )，及一被固定於第一元件上且呈徑向延伸呈 概略環形的第二元件（2 ，b，5 b )。 4 .如申請專利範圍第2或3項所述之測量扭力的裝 置，其特徵在於縱向撓曲應力下軸（1 )的最大變形量點 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 域或 區 2 裝件 的第 面圍 截範 減利 縮專 具請 於申 直如 垂 在 5 位 係 置 2 }持 9 支 丨諸 盤成 駛形 駕以 助伸 輔延 於係 其} 裝ί 的承 力軸 。扭定 處置固。 心測其個 中之，一 的述中的 用中 應 } 的 5 置丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）