JPH0435799B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、駆動側から被動側に伝達されるトル
クを検出するためのトルク検出器に関するもので
ある。

駆動側から被動側に伝達されるトルクを正確に
把握したいとする要請がある。例えばインパクト
レンチのようなねじ締機械等にあつては、締付け
トルクを正確に規定する必要がある。仕上がり精
度を向上させかつ安全性を向上させながら組み立
て時間を短縮する必要が高まつており、部品、本
体等を損傷することなしに、所定トルクで確実な
締付けを行うことは各種組み立て工程において不
可欠の要請である。かかる要請に応えるためには
小型かつ高精度のトルク検出器が不可欠である。

このような用途に適するトルク検出器は、小
型、軽量、保守が不要であるかまたはきわめて容
易である等の厳しい要求を満たすものでなければ
ならない。かかる要件をすべて満足するトルク検
出器は従来得られていなかつた。

本発明の目的は、小型、軽量、保守不要であり
ながら正確なトルク測定の可能であるトルク検出
器を提供することである。

この目的は、特許請求の範囲に記載の構成を有
するトルク検出器、すなわち、検出軸に貼付けら
れていてブリツジ接続された歪ゲージと、該歪ゲ
ージに対して電圧を供給するためのトランスであ
つて、ケースに取りつけられた固定コアならびに
該コアに巻回された固定コイルと軸上に配設され
た回転コアならびに該コアに巻回された回転コイ
ルとから成る電圧供給側トランスと、前記歪ゲー
ジの出力を取り出すためのトランスであつて、軸
上に配設された回転コアならびに該コアに巻回さ
れた回転コイルとケースに取りつけられた固定コ
アならびに該コアに巻回された固定コイルとから
成る出力側トランスと、を有し、前記出力側トラ
ンスの固定コイルならびに回転コイルが二分割さ
れていてそれぞれのコイルが差動接続されている
トルク検出器によつて達成される。

本発明にかかるトルク検出器は、極めて小型・
軽量かつ正確であつて、その電気的出力信号を利
用することによつて、任意トルクにおける被動部
の制御が実施され、所期の目的が達成される。

以下、実施例を示す添付図を参照して本発明を
開示する。

第１図は、本発明にかかるトルク検出器１０の
構造を示す断面図である。図において、トルク検
出軸１１の表面には図示されていない複数の歪ゲ
ージが貼付けられており、それぞれがブリツジ接
続されている。斜線で示した軸は軸受１２および
１３で支承されている。軸の左端は駆動部に連結
されるべき入力軸１４、右端は被動部に連結され
るべき出力軸１５である。なお本実施例において
は、入力軸１４はトルク検出軸と着脱可能に構成
されている。

トルク検出軸１１の表面に貼付けられた歪ゲー
ジは、所定電圧の供給を受け、加えられた歪の大
きさに対応する出力電圧を発生するものである。
歪ゲージは回転する軸の表面に貼付けられている
から、固定ケース部との間においてなんらかの方
法で入出力のための授受をおこなわなければなら
ない。本発明においては、回転軸側と固定側との
双方に配設されたコア付コイル間の誘導作用を利
用する回転トランスを使用する。そのため、歪ゲ
ージに電圧を供給するために固定コア１６および
固定コイル１７、回転コア１８および回転コイル
１９とから構成される電圧供給側回転トランスを
配設している。回転コア１８はコア押さえナツト
２０によつて軸上に固着される。また固定コア１
６は、軸受箱を兼ねる固定コア押さえナツト２１
によつてケース２２に固着される。回転トランス
の固定コイル１７には、入力端子２３から所定電
圧が供給される。

この電圧を受けた固定コイル１７、回転コイル
１９間の誘導作用により電圧が誘導され、検出軸
上の歪ゲージに所定電圧を供給する。

歪ゲージの出力は、出力側回転トランスの回転
コイル２４，２５の対に接続されている。これら
コイル対は、回転コア２６の分離された溝内に巻
回されていて、その巻方向が逆になるように直列
接続され、全体として差動接続されていると都合
がよい。この理由については後述する。なお、回
転コア２５は回転コア押さえナツト２７によつて
軸１５上に固着される。

回転コイル２４，２５ならびに回転コア２６と
対向して固定コイル２８，２９ならびに固定コア
３０がケース２２に取りつけられている。電圧供
給側回転トランスの固定コア１６と出力側回転ト
ランスの固定コア３０との間は、セパレータ３１
によつて所定間隔に維持されている。

検出軸上の歪ゲージの出力は出力側の回転コイ
ル２８，２９と直列に接続される。出力側の固定
コイル２４，２５は、回転コイルと同様にその巻
回方向が逆になるように直列接続されている。歪
ゲージのブリツジ回路出力は、出力側回転トラン
スを介して出力端子３２から外部に取り出され
る。

上述のような接続構成によつて、歪ゲージの出
力側回転トランスのコイルおよびコアは、歪ゲー
ジの出力に対しては、通常のトランスとして作用
するが、外部からの信号に対しては、差動トラン
スとして作用する。かかる構成は、例えばねじ締
機械の場合のような小型・軽量でありながら極め
て正確であることを要求されるトルク検出器とし
て特に適している。

すなわち、小型・軽量であることの強い要請か
ら電圧供給側コイルと出力側コイルとの間隔を相
互干渉がなくなるまで十分大きくとることはでき
ない。また、磁束の漏洩を防ぐため十分な量のコ
アを組み込むことも不可能である。微小変化を検
出する必要性から軸回転に伴う地磁気の影響を無
視することもできない。さらに、ねじ締時には
種々の外力が働くため、軸に振動が生じコアのギ
ヤツプが変動したりあるいは軸方向動きによつて
電圧供給側磁力線の漏洩量が変化することがある
ためである。

本発明にかかるトルク検出器にあつては、上述
のように出力側コイルが、信号に対しては通常の
トランスとして、また外部からの不所望な影響に
対しては差動トランスとして作用する。したがつ
て、出力側回転トランスは外部からの格別のノイ
ズ対策が不要であるため、コアおよびコイルを小
型・軽量に構成することが可能となる。また、電
圧供給側回転トランスについても出力側への影響
を考慮する必要がないためこの点からも小型・軽
量とすることが可能である。さらにコアの材質に
も特殊なものを採用することは必要でなく、全体
としてもその構造が簡単になるため、故障が少な
く、維持ならびに保守が極めて容易となる。した
がつて、上述の要請に適合するものとなつてい
る。

このように、本発明にかかるトルク検出器によ
れば、小型・軽量かつ簡潔な構成であることか
ら、高精度のトルク測定が可能となる。本実施例
としては、ねじ締機械の用途を取り上げて開示し
てはいるが、駆動側から被動側へ伝達されるトル
クを測定するその他の用途にもそのまま適用し得
ることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるトルク検出器の構造
を示す断面図である。 図中の参照符号の対応は以下の通りである。１
……トルク検出器、１１……検出軸、１２，１３
……軸受、１４……入力（駆動）側軸、１５……
出力（被動）側軸、１６……電圧供給側固定コ
ア、１７……電圧供給側固定コイル、１８……電
圧供給側回転コア、１９……電圧供給側回転コイ
ル、２０，２１……コア押さえナツト、２２……
ケース、２３……入力端子、２４，２５……出力
側回転コイル、２６……出力側回転コア、２７…
…コア押さえナツト、２８，２９……出力側固定
コイル、３０……出力側固定コア、３１……スペ
ーサ、３２……出力端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動側から被動側に伝達されるトルクを検出
   するためのトルク検出器において、 検出軸に貼付けられていてブリツジ接続された
   歪ゲージと、 該歪ゲージに対して電圧を供給するためのトラ
   ンスであつて、ケースに取りつけられた固定コア
   ならびに該コアに巻回された固定コイルと軸上に
   配設された回転コアならびに該コアに巻回された
   回転コイルとから成る電圧供給側トランスと、 前記歪ゲージの出力を取り出すためのトランス
   であつて、軸上に配設された回転コアならびに該
   コアに巻回された回転コイルとケースに取りつけ
   られた固定コアならびに該コアに巻回された固定
   コイルとから成る出力側トランスと、を有し、前
   記出力側トランスの固定コイルならびに回転コイ
   ルが二分割されていてそれぞれのコイルが差動接
   続されていることを特徴とするトルク検出器。