WO2020008837A1 - トルクセンサ - Google Patents

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WO2020008837A1
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torque transmitting
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peripheral surface
space
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祐希 瀬戸
石倉　義之
里奈 小笠原
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Azbil Corp
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating

Definitions

  • the present invention relates to a torque sensor for detecting torque.
  • a torque sensor that has a sensor element attached to the outer peripheral surface of a rotating shaft body and detects the magnitude of shear stress generated on the outer peripheral surface of the rotating shaft body by torque by a change in resistance value of the sensor element ( See, for example, Patent Document 1.
  • the rotating shaft body comprises an outer cylinder portion and two flanges connected to both ends thereof, and each flange is provided with an inner cylinder portion connected via a disk-shaped torque transmitting portion.
  • a torque sensor having a sensor element mounted on an outer peripheral surface is also known.
  • a radial external force (tension or compression force) may be applied to only one end of the torque sensor.
  • an output error occurs depending on the relationship between the direction of the external force and the position of the sensor element, and therefore, improvement is necessary.
  • a method of reducing the output error of the torque sensor by providing a space in the torque transmitting unit and limiting the transmitting direction of the external force can be considered.
  • the rigidity of the torque transmitting portion against twisting decreases as the space increases, and this twist causes an output error in the torque sensor.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide a torque sensor capable of reducing an output error due to a twist of a torque transmitting unit having a space.
  • the torque sensor according to the present invention includes an outer cylinder portion, a first flange connected to one end of the outer cylinder portion, a second flange connected to the other end of the outer cylinder portion, and the same axial center as the outer cylinder portion.
  • An inner cylinder portion located above, a sensor element provided on the outer peripheral surface of the inner cylinder portion and having a resistance gauge oriented obliquely to the axis, and one end connected to the inner peripheral surface of the first flange;
  • a first torque transmitting portion which is a thin plate member having the other end connected to the outer peripheral surface on one end side of the inner cylinder portion; one end connected to the inner peripheral surface of the second flange;
  • a second torque transmitting portion which is a thin plate member connected to the outer peripheral surface of the motor.
  • At least one of the first torque transmitting portion and the second torque transmitting portion has a sensor element in a radial direction with respect to the axis.
  • a space exists in a direction except the direction in which the space exists, and at least a part of a radial position where the space exists And having a ledge.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing a configuration example of a torque sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1A is a front view
  • FIG. 1B is a side sectional view.
  • FIG. 4 is a front view showing another example of the configuration of the torque sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 3A and 3B are diagrams showing another configuration example of the torque sensor according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 3A is a front view
  • FIG. 3B is a side sectional view.
  • FIG. 3 is a diagram showing another configuration example of the torque sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 5A and 5B are diagrams showing another configuration example of the torque sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1A is a front view
  • FIG. 1B is a side sectional view.
  • FIG. 3 is a diagram showing another configuration example of the torque sensor according to Embodiment 1 of the present
  • FIG. 5A is a front view
  • FIG. 5B is a side sectional view
  • 6A and 6B are diagrams showing a configuration example of the torque sensor according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 6A is a front view
  • FIG. 6B is a side sectional view
  • FIG. 4 is a front view showing another example of the configuration of the torque sensor according to Embodiment 1 of the present invention. It is a front view showing the example of composition of the torque sensor which has no projection in a torque transmission part.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a torque sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the torque sensor detects a torque.
  • the torque sensor includes a flange (first flange) 2 connected to one end of the outer cylinder 1 and a flange (second flange) 3 connected to the other end of the outer cylinder 1.
  • the outer cylinder part 1, the flange 2 and the flange 3 are made of, for example, stainless steel.
  • a drive system such as a motor is connected to one of the flanges 2 and 3, and a load system such as a robot hand is connected to the other.
  • the torque sensor has an inner cylinder 4 located on the same axis (including substantially the same meaning) as the outer cylinder 1.
  • One or more sensor elements 5 are attached to the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 4.
  • the sensor element 5 outputs a signal corresponding to an external shear stress.
  • the sensor element 5 has a resistance gauge oriented obliquely (45 degrees) with respect to the axis. Note that the oblique direction is a 45-degree direction, but is not limited to this, and a certain degree of deviation (for example, a 44-degree direction or a 46-degree direction) is allowed. Further, as shown in FIG. 1, the two sensor elements 5 are provided so as to face each other with the inner cylindrical portion 4 interposed therebetween, so that the torque sensor can reduce interference with other axes. Further, as the sensor element 5, for example, a semiconductor strain gauge or a metal strain gauge can be used.
  • the torque sensor has a torque transmitting portion (first torque transmitting portion) 6 having one end connected to the inner peripheral surface of the flange 2 and the other end connected to the outer peripheral surface on one end side of the inner cylindrical portion 4.
  • the torque transmitting section 6 is a thin plate member for transmitting torque generated by an external force applied to the flange 2 to the sensor element 5 via the inner cylindrical section 4. Further, the torque transmitting portion 6 has a space in a direction excluding the direction in which the sensor element 5 is located in the radial direction with respect to the axis. Further, the torque transmitting section 6 has a projecting section. In FIG. 1, the torque transmitting section 6 is composed of four plate members 61 having a circumferentially undulating projection.
  • the two plate members 61 of the four plate members 61 are respectively located in the direction in which the two sensor elements 5 are located in the radial direction with respect to the axis, and the remaining two plate members 61 are disposed. Are located in directions perpendicular to the direction in which the sensor element 5 is located.
  • the protrusion of the torque transmitting section 6 does not need to be provided in the radial direction with respect to the axis, and may be in any direction.
  • the torque sensor has a torque transmitting section (second torque transmitting section) 7 having one end connected to the inner peripheral surface of the flange 3 and the other end connected to the outer peripheral surface on the other end side of the inner cylindrical portion 4.
  • the torque transmitting section 7 is a thin plate member for transmitting torque generated by an external force applied to the flange 3 to the sensor element 5 via the inner cylindrical section 4. Further, the torque transmitting portion 7 has a space in a direction other than the direction in which the sensor element 5 is located in the radial direction with respect to the axis.
  • the torque transmitting section 7 has a protruding section.
  • the torque transmitting portion 7 is constituted by four plate members 71 having a circumferentially wavy projecting portion.
  • the two plate members 71 of the four plate members 71 are respectively positioned in the direction in which the two sensor elements 5 are positioned in the radial direction with respect to the axis, and the remaining two plate members 71 Are located in directions perpendicular to the direction in which the sensor element 5 is located.
  • the protrusion of the torque transmitting section 7 does not need to be provided in the radial direction with respect to the axis, and may be in any direction.
  • the torque sensor has a measuring unit 8 (not shown) that measures a signal output from the sensor element 5 as torque.
  • the measurement unit 8 measures a calculated value of a signal output from each sensor element 5 as torque.
  • the measuring unit 8 is realized by a processing circuit such as a system LSI (Large Scale Integration) or a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in a memory or the like.
  • the torque transmitting portion 6 is composed of four plate members 61 each having a circumferentially corrugated protrusion, and the plate members 61 are arranged in a cross shape.
  • the shape and arrangement of the torque transmitting section 6 are not limited to this, and a space exists in a direction other than the direction in which the sensor element 5 is located in the radial direction with respect to the axis, and the radial direction in which the space exists is present. It is sufficient that at least a part of the position has a protruding portion, and for example, the shape and the arrangement as shown in FIGS.
  • the torque transmitting portion 6 is composed of four plate members 61 having a linearly wavy projecting portion.
  • the arrangement of each plate member 61 is the same as that in FIG.
  • the torque transmitting portion 6 is constituted by four plate members 61 having a wide portion 62 as a projecting portion.
  • the wide portion 62 extends in a direction perpendicular to the radial direction with respect to the axis.
  • the arrangement of each plate member 61 is the same as that in FIG.
  • the torque transmitting section 6 is constituted by two plate members 61 having a wide section 62 as a projecting section.
  • the wide portion 62 extends in a direction perpendicular to the radial direction with respect to the axis.
  • the plate member 61 is located in a direction in which two sensor elements 5 are located in a radial direction with respect to the axis.
  • the torque transmitting portion 6 is constituted by four plate members 61 having a thick portion 63 as a projecting portion.
  • the arrangement of each plate member 61 is the same as that in FIG.
  • the torque transmitting portion 6 is composed of four plate members 61, and a separate attaching member 64 is attached to the plate member 61 with an adhesive or the like to form a thick portion 63.
  • the arrangement of each plate member 61 is the same as that in FIG.
  • the torque transmitting portion 6 is composed of a disk member 65 having a circumferentially wavy protruding portion, and arcuate concave portions 66 are formed in four directions on the outer peripheral surface of the disk member 65.
  • the torque transmitting portion 6 is connected to the entire outer peripheral surface on one end side of the inner cylindrical portion 4 and is connected to a part of the inner peripheral surface of the flange 2.
  • the torque transmission efficiency is improved as compared with the torque sensors shown in FIGS.
  • Reference numeral 72 shown in FIG. 3 is a wide portion included in the torque transmitting unit 7.
  • Reference numeral 73 shown in FIG. 5 is a thick portion provided in the torque transmitting unit 7.
  • Reference numeral 74 shown in FIG. 6 is a retrofit member included in the torque transmission unit 7.
  • the torque sensor shown in FIG. 8 has a configuration in which no protrusion is present in the torque transmitting unit 6 and the torque transmitting unit 7 of the torque sensor shown in FIG.
  • the transmission direction of the external force is limited so as not to transmit the external force.
  • this torque sensor it is possible to reduce the output error when a radial external force is applied to only one of the flanges 2 and 3.
  • the rigidity of the torque transmitting unit 6 and the torque transmitting unit 7 against torsion decreases as the space increases, and an output error occurs in the torque sensor due to the torsion.
  • the torque sensor in order to suppress the transmission of deformation of the external force to the sensor element 5, a space is provided between the torque transmitting unit 6 and the torque transmitting unit 7, and the torque transmitting unit 6 and the torque transmitting unit 7 Rigidity against torsion is important. Therefore, in the torque sensor according to the first embodiment, the space and the protrusion are provided in the torque transmitting unit 6 and the torque transmitting unit 7. Thus, despite the space, the torque transmitting unit 6 and the torque transmitting unit 7 have increased rigidity against torsion, and the torque sensor can realize a reduction in output error due to the torsion. Therefore, it is sufficient that the space and the protruding portion are provided only in the torque transmitting portion on the flange side of the torque transmitting portions 6 and 7 to which a tension or a compressive force is applied.
  • the torque sensor includes the outer cylinder 1, the flange 2 connected to one end of the outer cylinder 1, and the flange 2 connected to the other end of the outer cylinder 1. 3, an inner cylinder part 4 located on the same axis as the outer cylinder part 1, and a sensor element 5 provided on the outer peripheral surface of the inner cylinder part 4 and having a resistance gauge directed obliquely to the axis.
  • One end is connected to the inner peripheral surface of the flange 2, and the other end is a thin plate member connected to the outer peripheral surface on one end side of the inner cylindrical portion 4.
  • a torque transmitting portion 7 which is a thin plate member, the other end of which is connected to the outer peripheral surface on the other end side of the inner cylindrical portion 4.
  • At least one of the torque transmitting portion 6 and the torque transmitting portion 7 has a shaft.
  • a space exists in a direction other than the direction in which the sensor element 5 is located in the radial direction with respect to the center, and the space exists. Having a ledge on at least a portion of that radial position.
  • any constituent element of the embodiment can be modified or any constituent element of the embodiment can be omitted.
  • the torque sensor according to the present invention can reduce an output error due to twisting of a torque transmitting unit having a space, and is suitable for use as a torque sensor for detecting torque.

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Abstract

外筒部（１）と、外筒部（１）の一端に連結されたフランジ（２）と、外筒部（１）の他端に連結されたフランジ（３）と、外筒部（１）と同一の軸心上に位置する内筒部（４）と、内筒部（４）の外周面に設けられ、軸心に対して斜め方向を向いた抵抗ゲージを有するセンサ素子（５）と、一端がフランジ（２）の内周面に連結され、他端が内筒部（４）の一端側の外周面に連結された薄板部材であるトルク伝達部（６）と、一端がフランジ（３）の内周面に連結され、他端が内筒部（４）の他端側の外周面に連結された薄板部材であるトルク伝達部（７）とを備え、トルク伝達部（６）及びトルク伝達部（７）のうちの少なくとも一方は、軸心に対する径方向のうちのセンサ素子（５）が位置する方向を除く方向に空間が存在し、且つ、当該空間が存在する径方向位置の少なくとも一部に出っ張り部を有する。

Description

トルクセンサ
　この発明は、トルクを検出するトルクセンサに関する。
　従来から、回転軸体の外周面に取付けられたセンサ素子を有し、トルクにより回転軸体の外周面に生じるせん断応力の大きさを、センサ素子における抵抗値変化により検出するトルクセンサがある（例えば特許文献１参照）。
　また、回転軸体を外筒部及びその両端に連結された２枚のフランジから構成し、各フランジにディスク状のトルク伝達部を介して連結された内筒部を設け、この内筒部の外周面にセンサ素子が取付けられたトルクセンサも知られている。
特開２００２－１３９３９１号公報
　一方、トルクセンサには、用途によっては、一端のみに径方向の外力（張力又は圧縮力）が加わる場合がある。この場合、トルク伝達部を有するトルクセンサでは、外力の方向とセンサ素子の位置との関係によっては出力誤差が生じるため、改善が必要である。
　これに対し、トルク伝達部に空間を設けて外力の伝達方向を限定することで、トルクセンサでの出力誤差を低減する方法が考えられる。しかしながら、トルク伝達部は空間が大きくなるとねじれに対する剛性が下がり、このねじれによってトルクセンサに出力誤差が生じる。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、空間を有するトルク伝達部のねじれによる出力誤差を低減可能とするトルクセンサを提供することを目的としている。
　この発明に係るトルクセンサは、外筒部と、外筒部の一端に連結された第１フランジと、外筒部の他端に連結された第２フランジと、外筒部と同一の軸心上に位置する内筒部と、内筒部の外周面に設けられ、軸心に対して斜め方向を向いた抵抗ゲージを有するセンサ素子と、一端が第１フランジの内周面に連結され、他端が内筒部の一端側の外周面に連結された薄板部材である第１トルク伝達部と、一端が第２フランジの内周面に連結され、他端が内筒部の他端側の外周面に連結された薄板部材である第２トルク伝達部とを備え、第１トルク伝達部及び第２トルク伝達部のうちの少なくとも一方は、軸心に対する径方向のうちのセンサ素子が位置する方向を除く方向に空間が存在し、且つ、当該空間が存在する径方向位置の少なくとも一部に出っ張り部を有することを特徴とする。
　この発明によれば、上記のように構成したので、空間を有するトルク伝達部のねじれによる出力誤差を低減可能となる。
図１Ａ、図１Ｂは、この発明の実施の形態１に係るトルクセンサの構成例を示す図であり、図１Ａは正面図であり、図１Ｂは側断面図である。 この発明の実施の形態１に係るトルクセンサの別の構成例を示す正面図である。 図３Ａ、図３Ｂは、この発明の実施の形態１に係るトルクセンサの別の構成例を示す図であり、図３Ａは正面図であり、図３Ｂは側断面図である。 この発明の実施の形態１に係るトルクセンサの別の構成例を示す図である。 図５Ａ、図５Ｂは、この発明の実施の形態１に係るトルクセンサの別の構成例を示す図であり、図５Ａは正面図であり、図５Ｂは側断面図である。 図６Ａ、図６Ｂは、この発明の実施の形態１に係るトルクセンサの構成例を示す図であり、図６Ａは正面図であり、図６Ｂは側断面図である。 この発明の実施の形態１に係るトルクセンサの別の構成例を示す正面図である。 トルク伝達部に出っ張り部が存在しないトルクセンサの構成例を示す正面図である。
　以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１に係るトルクセンサの構成例を示す図である。
　トルクセンサは、トルクを検出する。このトルクセンサは、図１に示すように、外筒部１の一端に連結されたフランジ（第１フランジ）２と、外筒部１の他端に連結されたフランジ（第２フランジ）３とを有している。外筒部１、フランジ２及びフランジ３は、例えばステンレスにより構成される。なお、フランジ２及びフランジ３のうちの一方にはモータ等の駆動系が接続され、他方には例えばロボットハンド等の負荷系が接続される。
　また、トルクセンサは、外筒部１と同一（略同一の意味を含む）の軸心上に位置する内筒部４を有している。この内筒部４の外周面には、１つ以上のセンサ素子５が貼付けられている。センサ素子５は、外部からのせん断応力に応じた信号を出力する。このセンサ素子５は、上記軸心に対して斜め方向（４５度方向）を向いた抵抗ゲージを有する。なお、斜め方向は４５度方向としているが、これに限らず、ある程度のずれ（例えば４４度方向又は４６度方向等）は許容される。また図１に示すように、内筒部４を挟んで対向するように２つのセンサ素子５が設けられることで、トルクセンサは他軸干渉を低減可能となる。また、センサ素子５としては、例えば半導体歪ゲージ又は金属歪ゲージを用いることができる。
　また、トルクセンサは、一端がフランジ２の内周面に連結され、他端が内筒部４の一端側の外周面に連結されたトルク伝達部（第１トルク伝達部）６を有する。トルク伝達部６は、フランジ２に加えられた外力により生じるトルクを内筒部４を介してセンサ素子５に伝達するための薄板部材である。また、トルク伝達部６には、上記軸心に対する径方向のうちのセンサ素子５が位置する方向を除く方向に空間が存在する。また、トルク伝達部６は、出っ張り部を有している。図１では、トルク伝達部６が円周状に波形の出っ張り部を有する４枚の板部材６１から構成されている。そして、４枚の板部材６１のうちの２枚の板部材６１は、上記軸心に対する径方向のうちの２つのセンサ素子５が位置する方向にそれぞれ位置し、残りの２枚の板部材６１は、当該センサ素子５が位置する方向に対して垂直な方向にそれぞれ位置している。なお、トルク伝達部６が有する出っ張り部は上記軸心に対する径方向に設けられている必要はなく、任意の向きでよい。
　また、トルクセンサは、一端がフランジ３の内周面に連結され、他端が内筒部４の他端側の外周面に連結されたトルク伝達部（第２トルク伝達部）７を有する。トルク伝達部７は、フランジ３に加えられた外力により生じるトルクを内筒部４を介してセンサ素子５に伝達するための薄板部材である。また、トルク伝達部７には、上記軸心に対する径方向のうちのセンサ素子５が位置する方向を除く方向に空間が存在する。また、トルク伝達部７は、出っ張り部を有している。図１では、トルク伝達部７が円周状に波形の出っ張り部を有する４枚の板部材７１から構成されている。そして、４枚の板部材７１のうちの２枚の板部材７１は、上記軸心に対する径方向のうちの２つのセンサ素子５が位置する方向にそれぞれ位置し、残りの２枚の板部材７１は、当該センサ素子５が位置する方向に対して垂直な方向にそれぞれ位置している。また、トルク伝達部７が有する出っ張り部は上記軸心に対する径方向に設けられている必要はなく、任意の向きでよい。
　また、トルクセンサは、センサ素子５により出力された信号をトルクとして計測する計測部８（不図示）を有する。トルクセンサに２つ以上のセンサ素子５が設けられる場合には、計測部８は、各センサ素子５により出力された信号の演算値をトルクとして計測する。なお、計測部８は、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等により実現される。
　なお図１では、トルク伝達部６が円周状に波形の出っ張り部を有する４枚の板部材６１から成り、各板部材６１が十字に配置されている。しかしながら、トルク伝達部６の形状及び配置はこれに限らず、上記軸心に対する径方向のうちのセンサ素子５が位置する方向を除く方向に空間が存在し、且つ、当該空間が存在する径方向位置の少なくとも一部に出っ張り部を有していればよく、例えば図２～７に示すような形状及び配置としてもよい。
　例えば図２では、トルク伝達部６が直線状に波形の出っ張り部を有する４枚の板部材６１から構成されている。なお、各板部材６１の配置は図１と同一である。
　また図３では、トルク伝達部６が出っ張り部として幅広部６２を有する４枚の板部材６１から構成されている。幅広部６２は、上記軸心に対する径方向に垂直な方向に延びている。なお、各板部材６１の配置は図１と同一である。
　また図４では、トルク伝達部６が出っ張り部として幅広部６２を有する２枚の板部材６１から構成されている。幅広部６２は、上記軸心に対する径方向に垂直な方向に延びている。そして、この板部材６１が、上記軸心に対する径方向のうちの２つのセンサ素子５が位置する方向にそれぞれ位置している。
　また図５では、トルク伝達部６が出っ張り部として肉厚部６３を有する４枚の板部材６１から構成されている。なお、各板部材６１の配置は図１と同一である。
　また図６では、トルク伝達部６が４枚の板部材６１から成り、この板部材６１に対して別体の後付け部材６４が接着剤等により取付けられることで肉厚部６３が構成されている。なお、各板部材６１の配置は図１と同一である。
　また図７では、トルク伝達部６が円周状に波形の出っ張り部を有するディスク部材６５から成り、ディスク部材６５の外周面のうちの４方向に円弧状の凹部６６が形成されている。これにより、トルク伝達部６は、内筒部４の一端側の外周面のうちの全周に連結され、且つ、フランジ２の内周面のうちの一部に連結される。その結果、図７に示すトルクセンサでは、図１～６に示すトルクセンサに対し、トルク伝達効率が向上する。
　なお上記では、トルク伝達部６の形状及び配置について説明したが、トルク伝達部７の形状及び配置についても同様である。なお、図３に示す符号７２はトルク伝達部７が有する幅広部である。また、図５に示す符号７３はトルク伝達部７が有する肉厚部である。また、図６に示す符号７４はトルク伝達部７が有する後付け部材である。
　次に、実施の形態１に係るトルクセンサによる効果について説明する。なお、図８に示すトルクセンサは、図１に示すトルクセンサのトルク伝達部６及びトルク伝達部７に出っ張り部が存在しない構成である。
　図８に示すトルクセンサでは、トルク伝達部６及びトルク伝達部７に空間を設けることで、上記軸心に対する径方向のうちのセンサ素子５が感度を有する方向に加えられた外力をセンサ素子５に伝達しないように外力の伝達方向を限定している。これにより、このトルクセンサでは、フランジ２及びフランジ３のうちの一方にのみに径方向の外力が加わった場合での出力誤差の低減を実現可能となる。しかしながら、この場合、トルク伝達部６及びトルク伝達部７は空間が大きくなるとねじれに対する剛性が下がり、このねじれによってトルクセンサに出力誤差が生じる。
　ここで、トルクセンサでは、上記外力のセンサ素子５への変形伝達を抑制するためには、トルク伝達部６及びトルク伝達部７の空間を設けることと、トルク伝達部６及びトルク伝達部７のねじれに対する剛性が重要となる。
　そこで、実施の形態１に係るトルクセンサでは、トルク伝達部６及びトルク伝達部７に上記空間及び出っ張り部を設ける。これにより、空間があるにも関わらず、トルク伝達部６及びトルク伝達部７はねじれに対する剛性が増し、トルクセンサはこのねじれによる出力誤差の低減を実現可能となる。したがって、上記空間及び出っ張り部は、トルク伝達部６、７のうちの、張力又は圧縮力が加わるフランジ側のトルク伝達部にのみ設けられていれば十分である。
　以上のように、この実施の形態１によれば、トルクセンサは、外筒部１と、外筒部１の一端に連結されたフランジ２と、外筒部１の他端に連結されたフランジ３と、外筒部１と同一の軸心上に位置する内筒部４と、内筒部４の外周面に設けられ、軸心に対して斜め方向を向いた抵抗ゲージを有するセンサ素子５と、一端がフランジ２の内周面に連結され、他端が内筒部４の一端側の外周面に連結された薄板部材であるトルク伝達部６と、一端がフランジ３の内周面に連結され、他端が内筒部４の他端側の外周面に連結された薄板部材であるトルク伝達部７とを備え、トルク伝達部６及びトルク伝達部７のうちの少なくとも一方は、軸心に対する径方向のうちのセンサ素子５が位置する方向を除く方向に空間が存在し、且つ、当該空間が存在する径方向位置の少なくとも一部に出っ張り部を有する。これにより、実施の形態１に係るトルクセンサは、ねじれによる出力誤差を低減可能となる。
　なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明に係るトルクセンサは、空間を有するトルク伝達部のねじれによる出力誤差を低減可能となり、トルクを検出するトルクセンサに用いるのに適している。
１　外筒部
２　フランジ（第１フランジ）
３　フランジ（第２フランジ）
４　内筒部
５　センサ素子
６　トルク伝達部（第１トルク伝達部）
７　トルク伝達部（第２トルク伝達部）
８　計測部
６１　板部材
６２　幅広部
６３　肉厚部
６４　後付け部材
６５　ディスク部材
６６　凹部
７１　板部材
７２　幅広部
７３　肉厚部
７４　後付け部材

Claims (8)

  1. 　外筒部と、
    　前記外筒部の一端に連結された第１フランジと、
    　前記外筒部の他端に連結された第２フランジと、
    　前記外筒部と同一の軸心上に位置する内筒部と、
    　前記内筒部の外周面に設けられ、前記軸心に対して斜め方向を向いた抵抗ゲージを有するセンサ素子と、
    　一端が前記第１フランジの内周面に連結され、他端が前記内筒部の一端側の外周面に連結された薄板部材である第１トルク伝達部と、
    　一端が前記第２フランジの内周面に連結され、他端が前記内筒部の他端側の外周面に連結された薄板部材である第２トルク伝達部とを備え、
    　前記第１トルク伝達部及び前記第２トルク伝達部のうちの少なくとも一方は、前記軸心に対する径方向のうちの前記センサ素子が位置する方向を除く方向に空間が存在し、且つ、当該空間が存在する径方向位置の少なくとも一部に出っ張り部を有する
    　ことを特徴とするトルクセンサ。
  2. 　前記第１トルク伝達部及び前記第２トルク伝達部のうちの前記空間を有するトルク伝達部は、前記他端が、前記内筒部の外周面のうちの全周に連結された
    　ことを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。
  3. 　前記第１トルク伝達部及び前記第２トルク伝達部のうちの前記空間を有するトルク伝達部は、前記一端が、前記第１フランジ及び前記第２フランジのうちの連結対象である一方のフランジの内周面のうちの一部に連結された
    　ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のトルクセンサ。
  4. 　前記センサ素子は、前記内筒部を挟んで対向した２つのセンサ素子である
    　ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載のトルクセンサ。
  5. 　前記出っ張り部は波形である
    　ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載のトルクセンサ。
  6. 　前記第１トルク伝達部及び前記第２トルク伝達部のうちの前記空間を有するトルク伝達部は、幅広部を前記出っ張り部として有する板部材である
    　ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載のトルクセンサ。
  7. 　前記出っ張り部は、前記第１トルク伝達部及び前記第２トルク伝達部のうちの前記空間を有するトルク伝達部の肉厚部である
    　ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちの何れか１項記載のトルクセンサ。
  8. 　前記肉厚部は、前記薄板部材に別体の後付け部材が取付けられることで構成された
    　ことを特徴とする請求項７記載のトルクセンサ。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4868592U (ja) * 1971-12-01 1973-08-31
US4608861A (en) * 1984-11-07 1986-09-02 Macleod Laboratories, Inc. MWD tool for measuring weight and torque on bit
US5033314A (en) * 1989-11-06 1991-07-23 Spar Aerospace Limited Force and moment sensor
JP2002502962A (ja) * 1998-02-04 2002-01-29 エス．エヌ．エール．ルールマン 回転シャフトのためのトルクセンサ
WO2018041934A1 (de) * 2016-08-31 2018-03-08 Sensodrive Gmbh Drehmomentsensor mit dichtungsmembran

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6033171A (ja) * 1983-08-04 1985-02-20 Komatsu Ltd 装軌式車両のスプロケツト装置
JP2002139391A (ja) * 2000-11-02 2002-05-17 Exedy Corp トルク検出装置
JP2003336689A (ja) * 2002-05-21 2003-11-28 Exedy Corp フライホイール組立体
JP2004132748A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Unisia Jkc Steering System Co Ltd 電動パワーステアリング装置のトルクセンサ
US7665373B2 (en) * 2008-06-18 2010-02-23 Kop-Flex Inc. Torque measuring device with redundant torque transmission paths and fail-safe mechanism
JP5475918B1 (ja) * 2013-10-24 2014-04-16 株式会社東京鋲兼 トルクヒンジ又はトルクリミッタ
JP6293111B2 (ja) * 2015-12-16 2018-03-14 本田技研工業株式会社 トルク伝達装置
JP2017172983A (ja) * 2016-03-18 2017-09-28 株式会社安川電機 ロボット及びトルクセンサ
DE102016010551B3 (de) * 2016-08-31 2018-02-08 Sensodrive Gmbh Drehmomentsensor mit radialelastischer Momentübertragung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4868592U (ja) * 1971-12-01 1973-08-31
US4608861A (en) * 1984-11-07 1986-09-02 Macleod Laboratories, Inc. MWD tool for measuring weight and torque on bit
US5033314A (en) * 1989-11-06 1991-07-23 Spar Aerospace Limited Force and moment sensor
JP2002502962A (ja) * 1998-02-04 2002-01-29 エス．エヌ．エール．ルールマン 回転シャフトのためのトルクセンサ
WO2018041934A1 (de) * 2016-08-31 2018-03-08 Sensodrive Gmbh Drehmomentsensor mit dichtungsmembran

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