JPH03128427A - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
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- JPH03128427A JPH03128427A JP26601989A JP26601989A JPH03128427A JP H03128427 A JPH03128427 A JP H03128427A JP 26601989 A JP26601989 A JP 26601989A JP 26601989 A JP26601989 A JP 26601989A JP H03128427 A JPH03128427 A JP H03128427A
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- rotating shaft
- rotary shaft
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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
この発明は、ねじれ角を検出することによって回転軸に
発生するトルクを検出する装置に関する。
発生するトルクを検出する装置に関する。
従来の技術
回転軸に発生するトルクを検出する装置として各種方式
のものが提案されているが、中でも電磁位相検出方式の
ものは非接触で回転軸のトルクを検出することができる
ので、過負荷に強く、がっメンテナンスフリーであるな
どの特長があり、広く用いられている。
のものが提案されているが、中でも電磁位相検出方式の
ものは非接触で回転軸のトルクを検出することができる
ので、過負荷に強く、がっメンテナンスフリーであるな
どの特長があり、広く用いられている。
この電磁位相検出方式のトルク検出装置は回転軸にトル
クがかかるとトルクに比例したねじれ角が発生するのを
利用したもので、たとえば第６図に示すように回転軸３
０に一対の歯車３１．３２を所定間隔を置いて取り付け
、各歯車３１．３２に電磁ピックアップ３３．３４を近
接配置し、各歯車３１．３２のずれ角に比例して変化す
る電磁ピックアップ３３．３４の交流電圧出力の位相差
を検出することによって、回転軸３ｏのトルクを検出す
る（たとえば、特開昭６０−８７２６号公報）。
クがかかるとトルクに比例したねじれ角が発生するのを
利用したもので、たとえば第６図に示すように回転軸３
０に一対の歯車３１．３２を所定間隔を置いて取り付け
、各歯車３１．３２に電磁ピックアップ３３．３４を近
接配置し、各歯車３１．３２のずれ角に比例して変化す
る電磁ピックアップ３３．３４の交流電圧出力の位相差
を検出することによって、回転軸３ｏのトルクを検出す
る（たとえば、特開昭６０−８７２６号公報）。
発明が解決しようとする課題
上述した従来例のトルク検出装置は、交流電圧出力を得
るために回転軸３ｏと電磁ピックアップ３３．３４とを
相対的に回転させないとトルクを検出することができな
いので、静的トルク（回転軸３０がほぼ静止した状態で
のトルク）を検出することが困難である欠点がある。た
とえば、電磁ピックアップ３３．３４を回転させること
も考えられるが、構造が複雑になる、大型化する、製造
コストが高くなるなどの問題があり、実用化が難しい。
るために回転軸３ｏと電磁ピックアップ３３．３４とを
相対的に回転させないとトルクを検出することができな
いので、静的トルク（回転軸３０がほぼ静止した状態で
のトルク）を検出することが困難である欠点がある。た
とえば、電磁ピックアップ３３．３４を回転させること
も考えられるが、構造が複雑になる、大型化する、製造
コストが高くなるなどの問題があり、実用化が難しい。
そこでこの発明は上述の問題点を解決し、回転軸の静的
トルクを非接触で検出することができるトルク検出装置
を提供することを目的とする。
トルクを非接触で検出することができるトルク検出装置
を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
この発明は、回転軸に所定間隔を置いて取り付けられた
一対のつば状部材と、これらの各つば状部材に対してそ
れぞれ近接配置された一対の距離センサと、前記っは状
部材において同一形状にそれぞれ形成され、前記回転軸
の回転に伴って前記各距離センサとの距離が所定の割合
で変化する一対の距離検出面とを有し、前記各距離セン
サの出ノＪ信号に基づいて前記回転軸のねじれ角を検出
することを特徴とする。
一対のつば状部材と、これらの各つば状部材に対してそ
れぞれ近接配置された一対の距離センサと、前記っは状
部材において同一形状にそれぞれ形成され、前記回転軸
の回転に伴って前記各距離センサとの距離が所定の割合
で変化する一対の距離検出面とを有し、前記各距離セン
サの出ノＪ信号に基づいて前記回転軸のねじれ角を検出
することを特徴とする。
作用
たとえば、回転軸にトルクが発生していない状態で、各
距離センサの出力信号から各距離検出面と各距離センサ
との距離をそれぞれ検出しておき、そして回転軸にトル
クが発生した状態での前記距離をそれぞれ検出する。回
転軸にトルクが発生すると、回転軸にねじれ角が生じ、
そのねじれによって各距離センサの出力信号から得られ
るトルク発生前と発生後の各相対距離にずれが生じるの
で、そのずれ量を検出することにより、回転軸のトルク
に比例する前記ねじれ角を検出することができる。
距離センサの出力信号から各距離検出面と各距離センサ
との距離をそれぞれ検出しておき、そして回転軸にトル
クが発生した状態での前記距離をそれぞれ検出する。回
転軸にトルクが発生すると、回転軸にねじれ角が生じ、
そのねじれによって各距離センサの出力信号から得られ
るトルク発生前と発生後の各相対距離にずれが生じるの
で、そのずれ量を検出することにより、回転軸のトルク
に比例する前記ねじれ角を検出することができる。
実施例
第１図はこの発明のトルク検出装置の一実施例を示す構
成説明図である。回転軸１に所定間隔を置いて、鉄など
の導電性磁性材料から成る一対のつば状部材２．３が取
り付けられている。これら各つば状部材２．３は同一形
状に形成され、歯車部４，５と、これら各歯車部４．５
に連設されたハート形部６．７とから成る。８．９は各
歯車部４．５の歯面４ａ、５ａにそれぞれ近接配置され
た電磁ピックアップである。また、１０．１１は各ハー
ト形部６．７の外周面６λ、７ａにそれぞれ近接配置さ
れた距離センサである。
成説明図である。回転軸１に所定間隔を置いて、鉄など
の導電性磁性材料から成る一対のつば状部材２．３が取
り付けられている。これら各つば状部材２．３は同一形
状に形成され、歯車部４，５と、これら各歯車部４．５
に連設されたハート形部６．７とから成る。８．９は各
歯車部４．５の歯面４ａ、５ａにそれぞれ近接配置され
た電磁ピックアップである。また、１０．１１は各ハー
ト形部６．７の外周面６λ、７ａにそれぞれ近接配置さ
れた距離センサである。
電磁ピックアップ８．９は、対向する各歯面４ａ、５ａ
との間隙が回転軸１の回転に伴い周期的に変化すること
により、交流電圧信号を出力する。
との間隙が回転軸１の回転に伴い周期的に変化すること
により、交流電圧信号を出力する。
距離センサ１０，２は、たとえば渦電流式変位センサで
あって、距離検出面であるハート形部６゜７の外周面６
ａ、７ａとの距離に比例してその出力信号電圧を変化さ
せる。ハート形部６．７は板カムでよく見られるハート
形状で、その各外周面６ａ、７ａは回転軸ｌが半回転す
る間、その回転角度に比例して距離センサ１０．Ｉｔと
の距離が変化するような形状に形成されている。したが
って、距離センサ１０，２の出力信号電圧は、第３図に
示すように回転軸■が半回転するまで直線的に上昇し、
半回転から１回転の間は直線的に降下する。
あって、距離検出面であるハート形部６゜７の外周面６
ａ、７ａとの距離に比例してその出力信号電圧を変化さ
せる。ハート形部６．７は板カムでよく見られるハート
形状で、その各外周面６ａ、７ａは回転軸ｌが半回転す
る間、その回転角度に比例して距離センサ１０．Ｉｔと
の距離が変化するような形状に形成されている。したが
って、距離センサ１０，２の出力信号電圧は、第３図に
示すように回転軸■が半回転するまで直線的に上昇し、
半回転から１回転の間は直線的に降下する。
１２は電磁ピックアップ８．９および距離センサ１０．
＋１の出力信号をそれぞれ処理し、回転軸ｌのトルクを
検出する処理回路である。処理回路１２は電磁ピックア
ップ８．９の出力信号に基づいて回転軸ｌが回転してい
るときの動的トルクを検出するとともに、距離センサ１
０．ＩＩの出力信号に基づいて回転軸１がほぼ静止して
いるときの静的トルクを検出する。回転軸ｌの動的トル
クは電磁ピックアップ８．９の各交流電圧出力信号の位
相差が歯車部４．５の回転位置のずれ、すなわら回転軸
１のねじれ角に比例するのを利用する周知の電磁位相検
出方式で検出される。一方、静的トルク、たとえば回転
軸ｌが回転し始める前に回転軸Ｉの一方端に回転力が加
わりその力が回転軸ｌの他方端に伝わっていくようなと
きのトルクは、距離センサ１０．Ｉｆの各出力信号の電
位差△Ｖ（第３図参照）が回転軸ｌのねじれ角の大きさ
に比例して変化するのを利用して検出される。
＋１の出力信号をそれぞれ処理し、回転軸ｌのトルクを
検出する処理回路である。処理回路１２は電磁ピックア
ップ８．９の出力信号に基づいて回転軸ｌが回転してい
るときの動的トルクを検出するとともに、距離センサ１
０．ＩＩの出力信号に基づいて回転軸１がほぼ静止して
いるときの静的トルクを検出する。回転軸ｌの動的トル
クは電磁ピックアップ８．９の各交流電圧出力信号の位
相差が歯車部４．５の回転位置のずれ、すなわら回転軸
１のねじれ角に比例するのを利用する周知の電磁位相検
出方式で検出される。一方、静的トルク、たとえば回転
軸ｌが回転し始める前に回転軸Ｉの一方端に回転力が加
わりその力が回転軸ｌの他方端に伝わっていくようなと
きのトルクは、距離センサ１０．Ｉｆの各出力信号の電
位差△Ｖ（第３図参照）が回転軸ｌのねじれ角の大きさ
に比例して変化するのを利用して検出される。
すなわち、回転軸Ｉでトルクがかかるとそのトルクに比
例したねじれ角が発生し、そのねじれによってハート形
部６．７の回転角度が相対的にずれ、ハート形部６．７
の回転角度が同一のとき零であった電位差△Ｖがそのず
れ角に比例するのを利用し、その電位差△Ｖから回転軸
ｌの静的トルクを検出する。
例したねじれ角が発生し、そのねじれによってハート形
部６．７の回転角度が相対的にずれ、ハート形部６．７
の回転角度が同一のとき零であった電位差△Ｖがそのず
れ角に比例するのを利用し、その電位差△Ｖから回転軸
ｌの静的トルクを検出する。
この静的トルク検出において、各つば状部材２゜３の取
付回転位置と各距離センサ１０，１１の配置位置が一致
しないときは、回転軸１にトルクがかかっていない状態
（無負荷状態）での距離センサ１０．ＩＩの各出力信号
電圧が異なり、トルクに応じた正しい電位差Δ■が得ら
れなくなるおそれがあるが、無負荷状態での電位差△Ｖ
が零になるように較正することにより、トルクに応じた
正しい電位差△Ｖを得ることができる。また、この実施
例では距離センサ１０．ＩＩの出力信号電圧が回転軸ｌ
の１回転内で同じになる回転位置が存在するので、回転
軸Ｉに静的トルクがかかっているのに電位差△■が同一
になることがあり得るが、このような不都合は、たとえ
ば各距離センサ１０゜１１の出力信号電圧が静的トルク
発生によって共に上昇するように静的トルク発生前の回
転軸１の回転位置を規制すれば避けることができる。
付回転位置と各距離センサ１０，１１の配置位置が一致
しないときは、回転軸１にトルクがかかっていない状態
（無負荷状態）での距離センサ１０．ＩＩの各出力信号
電圧が異なり、トルクに応じた正しい電位差Δ■が得ら
れなくなるおそれがあるが、無負荷状態での電位差△Ｖ
が零になるように較正することにより、トルクに応じた
正しい電位差△Ｖを得ることができる。また、この実施
例では距離センサ１０．ＩＩの出力信号電圧が回転軸ｌ
の１回転内で同じになる回転位置が存在するので、回転
軸Ｉに静的トルクがかかっているのに電位差△■が同一
になることがあり得るが、このような不都合は、たとえ
ば各距離センサ１０゜１１の出力信号電圧が静的トルク
発生によって共に上昇するように静的トルク発生前の回
転軸１の回転位置を規制すれば避けることができる。
第４図はこの発明のトルク検出装置の他の実施例の構成
説明図である。この実施例では、回転軸２０に取り付け
られたつば状部材２１．２２の距離センサ２５，２６に
対向する距離検出面がその一方の側面部２１ｂ、２２ｂ
にそれぞれ形成されている。２＋ａ、２２ａは上述の実
施例と同様の歯面であり、２３．２４はそれらの各歯面
に対向して設けられ回転軸２０の回転に伴って交流電圧
信号を出力する電磁ピックアップである。
説明図である。この実施例では、回転軸２０に取り付け
られたつば状部材２１．２２の距離センサ２５，２６に
対向する距離検出面がその一方の側面部２１ｂ、２２ｂ
にそれぞれ形成されている。２＋ａ、２２ａは上述の実
施例と同様の歯面であり、２３．２４はそれらの各歯面
に対向して設けられ回転軸２０の回転に伴って交流電圧
信号を出力する電磁ピックアップである。
この実施例では、前記各側面部２１ｂ、２２ｂが回転軸
２０の中心軸へより所定距離Ｐだけずれた中心軸Ｂを有
する円錐部であり、距離センサ２５．２６は第５図に示
すように回転軸２０の１回転で１サイクルの正弦波状の
電圧を出力する。
２０の中心軸へより所定距離Ｐだけずれた中心軸Ｂを有
する円錐部であり、距離センサ２５．２６は第５図に示
すように回転軸２０の１回転で１サイクルの正弦波状の
電圧を出力する。
処理回路２７は、上述の実施例と同様に電磁ピックアッ
プ２３．２４の出力信号に基づいて回転軸２０の動的ト
ルクを検出するとともに、距離センサ２５，２６の出力
信号に基づいて回転軸２０の静的トルクを検出する。静
的トルクは、各距離センサ２５，２６の出力信号電圧と
回転軸２０の回転角度の関係を予め記憶しておき、第５
図に示すように回転軸２０のねじれによって生じる前記
各出力信号電圧Ｖ、、Ｖ、が、各回転角度θｌ’＋０２
を求め、その角度差（θ、−０１）を回転軸ｌのねじれ
角として検出することにより、検出される。
プ２３．２４の出力信号に基づいて回転軸２０の動的ト
ルクを検出するとともに、距離センサ２５，２６の出力
信号に基づいて回転軸２０の静的トルクを検出する。静
的トルクは、各距離センサ２５，２６の出力信号電圧と
回転軸２０の回転角度の関係を予め記憶しておき、第５
図に示すように回転軸２０のねじれによって生じる前記
各出力信号電圧Ｖ、、Ｖ、が、各回転角度θｌ’＋０２
を求め、その角度差（θ、−０１）を回転軸ｌのねじれ
角として検出することにより、検出される。
以上のように上述の２つの実施例では、回転軸１．２０
の回転中のトルク、すなわち動的トルクのみならず、回
転軸１．２０が回転する直曲で発生する静的トルクも非
接触で検出することが可能になる。そして、これらの実
施例は従来の電磁位相検出方式の構成に静的トルクを検
出するための上記手段を簡単に付加することができるの
で、構造が複雑にならず、比較的小型に、また安価に製
造することが可能である。
の回転中のトルク、すなわち動的トルクのみならず、回
転軸１．２０が回転する直曲で発生する静的トルクも非
接触で検出することが可能になる。そして、これらの実
施例は従来の電磁位相検出方式の構成に静的トルクを検
出するための上記手段を簡単に付加することができるの
で、構造が複雑にならず、比較的小型に、また安価に製
造することが可能である。
なお、上述の実施例における距離センサには、渦電流式
の他、静電容量式、光学式、超音波式などの各種距離セ
ンサを用いることができることはいうまでもない。また
、静的トルクのみを検出するときは、動的トルク検出の
ための手段は必要なく、一対のつば状部材に静的トルク
検出のための距離検出面のみを形成し、それら各距離検
出面に近接して一対の距離センサを配置するだけでよい
。
の他、静電容量式、光学式、超音波式などの各種距離セ
ンサを用いることができることはいうまでもない。また
、静的トルクのみを検出するときは、動的トルク検出の
ための手段は必要なく、一対のつば状部材に静的トルク
検出のための距離検出面のみを形成し、それら各距離検
出面に近接して一対の距離センサを配置するだけでよい
。
発明の効果
以上の説明で明らかなように、この発明に係るトルク検
出装置によれば、回転軸の回転に伴って距離センナとの
距離が所定の割合で変化する距離検出面をそれぞれ有す
る一対のっぽ状部材を回転軸に取り付け、各距離センサ
の出力信号に基づいて回転軸のねじれ角を検出する簡単
な構造でしかも大型にならず安価な構成を備えるだけで
、回転軸の静的トルクを非接触で検出することが可能に
なる。
出装置によれば、回転軸の回転に伴って距離センナとの
距離が所定の割合で変化する距離検出面をそれぞれ有す
る一対のっぽ状部材を回転軸に取り付け、各距離センサ
の出力信号に基づいて回転軸のねじれ角を検出する簡単
な構造でしかも大型にならず安価な構成を備えるだけで
、回転軸の静的トルクを非接触で検出することが可能に
なる。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示す構成説明図、
第２図は一実施例におけるハート形部の形状を示す説明
図、第３図は一実施例における距離センサの出力信号電
圧を説明するためのグラフ、第４図はこの発明の他の実
施例の構成を示す構成説明図、第５図は他の実施例にお
ける距離センサの出力信号電圧を説明するためのグラフ
、第６図は従来例を説明するための構成説明図である。 １．２０・・・回転軸、２，３，２１．２２・・・つば
状部材、６ａ、７ａ、２１ｂ、２２ｂ−距離検出面、１
０．ＩＩ、２５．２６・・・距離センサ、１２゜２７・
・・処理回路。 第３図 回ｉｔ細の回頼角庭 第４図 ７− −−−Ａｔ埋口語 第１図
第２図は一実施例におけるハート形部の形状を示す説明
図、第３図は一実施例における距離センサの出力信号電
圧を説明するためのグラフ、第４図はこの発明の他の実
施例の構成を示す構成説明図、第５図は他の実施例にお
ける距離センサの出力信号電圧を説明するためのグラフ
、第６図は従来例を説明するための構成説明図である。 １．２０・・・回転軸、２，３，２１．２２・・・つば
状部材、６ａ、７ａ、２１ｂ、２２ｂ−距離検出面、１
０．ＩＩ、２５．２６・・・距離センサ、１２゜２７・
・・処理回路。 第３図 回ｉｔ細の回頼角庭 第４図 ７− −−−Ａｔ埋口語 第１図
Claims (1)
- （１）回転軸に所定間隔を置いて取り付けられた一対の
つば状部材と、 これらの各つば状部材に対してそれぞれ近接配置された
一対の距離センサと、 前記つば状部材において同一形状にそれぞれ形成され、
前記回転軸の回転に伴って前記各距離センサとの距離が
所定の割合で変化する一対の距離検出面と を有し、前記各距離センサの出力信号に基づいて前記回
転軸のねじれ角を検出する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 |
|---|---|---|---|
| JP26601989A JPH03128427A (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26601989A JPH03128427A (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | トルク検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03128427A true JPH03128427A (ja) | 1991-05-31 |
Family
ID=17425248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26601989A Pending JPH03128427A (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03128427A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010261739A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Tdk Corp | トルク検出装置 |
| CN114526853A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-05-24 | 深圳瑞湖科技有限公司 | 一种轴扭矩检测装置 |
-
1989
- 1989-10-12 JP JP26601989A patent/JPH03128427A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010261739A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Tdk Corp | トルク検出装置 |
| CN114526853A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-05-24 | 深圳瑞湖科技有限公司 | 一种轴扭矩检测装置 |
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