JPH09210814A - 棒状回転部材のトルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒状回転部材に作用するトルクを正確に測定
するとともに、このトルク変動を細かに測定できるよう
にすることを課題とする。 【解決手段】 機械本体１に固定された固定部分３に対
して相対的に回転駆動される筒状体７と、筒状体７の内
側に回転支持される棒状回転部材１０と、筒状体７と棒
状回転部材１０との間を連結するアモルファス磁歪フィ
ルム１３、１４と、固定部分３に設置された検出コイル
１５、１６とを備え、棒状回転部材１０に作用するトル
クによって伸縮作用を受けたアモルファス磁歪フィルム
１３、１４の歪を検出コイル１５、１６で検出し、この
検出結果を解析して棒状回転部材１０に作用するトルク
を測定するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、棒状回転部材のト
ルク検出装置に係り、例えば、棒状回転部材にドリルや
エンドミルなどの回転切削工具が取り付けられている場
合、切削加工中において棒状回転部材（回転切削工具）
に作用するトルクを測定できるようにしたものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、棒状回転部材に作用するトルクを
測定し、その棒状回転部材の作動状態を解析することが
一般的に行われている。例えば、棒状回転部材がドリル
やエンドミル等の回転切削工具を備えている場合、回転
切削工具に作用するトルクを測定し、その結果から切削
加工状態を解析して加工の最適化を図る意味からも、切
削加工中において、そのトルクを測定することは重要で
ある。特に、回転切削工具が小径のミニチュアドリルで
あるとき、切削加工中に過大なトルクが作用するとこの
ミニチュアドリルが折損する場合があるため、トルクの
測定に基づく加工状態の最適化は重要な課題として取り
上げられる。

【０００３】図７は、特開平４−７０５３０号公報に開
示された概要を示すものであり、上述のような棒状回転
部材（回転切削工具）に作用するトルクを測定するため
のトルク検出装置の一例を示している。その検出手段と
しては、ミニチュアドリル等の工具本体１０１が軸線０
回りに回転して被削材Ｗを加工しているときに、この加
工に伴って工具本体１０１にトルクが作用した場合、こ
の工具本体１０１を保持した部分の変形量を測定するこ
とにより前記トルクを測定できるようにしたものであ
る。

【０００４】具体的な構成は次のとおりである。図７
（ａ）及び（ｂ）に示すように、機械本体１０２の主軸
１０３の端部には筒状弾性体１０４が設けられており、
主軸１０３が回転すると軸線０回りに筒状弾性体１０４
が回転するようにしている。また、筒状弾性体１０４に
は、１８０度位相のずれた円周上の二カ所を残したスリ
ット１０５、１０５ａが、互いに９０度位相をずらしか
つ軸線０方向に並べて形成されている。これにより、こ
の筒状弾性体１０４は、スリット１０５、１０５ａによ
って軸線０方向に三分割された状態となっている。

【０００５】そして、筒状弾性体１０４は、その端部に
おいて工具本体１０１に対する着脱機能を備えている。
従って、主軸１０３を駆動することにより筒状弾性体１
０４を介して工具本体１０１を軸線０回りに回転させる
ものである。なお、被削材Ｗに対する切削加工により工
具本体１０１にトルクが作用したときには、かかるトル
クは工具本体１０１から筒状弾性体１０４に伝達され、
この筒状弾性体１０４を半径方向に変形させる力として
働く。

【０００６】また、筒状弾性体１０４の外側には、この
筒状弾性体１０４の変位を非接触で検出する変位計１０
６が設けられている。これにより筒状弾性体１０４が変
形したときには、その変位を変位計１０６で検出し、こ
の検出結果を解析することにより筒状弾性体１０４に作
用したトルクを測定できるようにしている。従って、工
具本体１０１にトルクが作用し、筒状弾性体１０４がそ
の半径方向に変形した場合、すなわち図７（ｂ）の点線
に示すような場合には、変位計１０６からの検出結果を
解析することにより、筒状弾性体１０４に作用するトル
ク、結果として工具本体１０１に作用するトルクを測定
することが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のトルク検出装置には、次のような問題が残され
ている。すなわち、従来のトルク検出装置は、工具本体
１０１に作用しているトルクを直接検出できるものでは
なく、かかるトルクを、スリット１０５、１０５ａが形
成された筒状弾性体１０４の半径方向への変位に変換し
たかたちで変位計１０６で検出するものである。従っ
て、工具本体１０１に作用するトルクは間接的にしか測
定されないため、微少なトルクを測定した場合に、かか
る測定結果に誤差が生じやすいといった問題点を有して
いる。

【０００８】また、従来のトルク検出装置は、工具本体
１０１に作用するトルクを筒状弾性体１０４の半径方向
への変位に変換しているため、筒状弾性体１０４の変形
する形状の制約から、筒状弾性体１０４一回転あたり一
点又は二点の部分に関するトルクしか検出することがで
きず、筒状弾性体１０４の一回転中におけるトルク変動
を細かに検出することができないものであった。

【０００９】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、棒状回転部材に作用するトルクをその値の大
小にかかわらず正確かつ確実に測定することができると
ともに、棒状回転部材の一回転中におけるトルク変動を
細かに測定することができる棒状回転部材のトルク検出
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、か
かる目的を達成するために、本発明の、棒状回転部材の
トルク検出装置は、以下に示すような筒状体、棒状回転
部材、磁歪フィルム及び検出手段を備えることを特徴と
するものである。筒状体は、機械本体に固定された固定
部分の内側に回転支持され、この機械本体の駆動力を受
けることにより固定部分に対して相対的に回転駆動する
ものである。棒状回転部材は、筒状体の内側に回転支持
され、この筒状体の回転の軸線と略一致する方向を軸線
として筒状体との相対的な回転が許容されるものであ
る。磁歪フィルムは、筒状体と棒状回転部材との間を連
結し、その間の一部が筒状体の外周面に巻かれた状態の
ものである。検出手段は、この磁歪フィルムに対応して
固定部分に設置され、棒状回転部材に作用するトルクに
よって生じた磁歪フィルムの歪を検出し、その検出結果
に基づいて前記したトルクを測定するものである。

【００１１】なお、磁歪フィルムを少なくとも一対配置
するとともに、それぞれが棒状回転部材の外周面に互い
に反対の向きに巻されるように設定し、さらに、筒状体
及び棒状回転部材の、磁歪フィルムの取付部分の少なく
とも一方に、磁歪フィルムのそれぞれに対して引張力を
付与するための引張力付与手段を設け、しかも、検出手
段に、これら磁歪フィルムの各歪に対応するそれぞれの
検出結果が入力される差動増幅回路を備えるようにして
もよい。

【００１２】以上のような構成をとることにより、機械
本体の駆動力を受けて筒状体が回転駆動すると、磁歪フ
ィルムによって筒状体に接続された棒状回転部材も回転
する。そして、この棒状回転部材にトルクが作用する
と、このトルクは、磁歪フィルムに対して引張力を与え
たかたちで作用し、この磁歪フィルムに歪を生じさせ
る。従って、磁歪フィルムに生じた歪を検出手段で適宜
検出して、その検出結果を解析することにより棒状回転
部材に作用するトルクを測定できるようにしている。

【００１３】ここで、磁歪フィルムに用いられる磁歪材
料は、引張応力又は圧縮応力が作用すると、その透磁率
が変化するものである。具体的には、正磁歪材料の透磁
率は、引張応力が作用すると増加し、圧縮応力が作用す
ると減少する。また、負磁歪材料では、この逆の態様で
透磁率が変化する。本発明のトルク検出装置では、この
ような磁歪材料の性質を利用するものであり、棒状回転
部材にトルクが作用した場合、引張力が作用した磁歪フ
ィルムの透磁率の変化を、検出手段として用いた検出コ
イルからの出力の変化としてとらえ、この出力変化を解
析することで棒状回転部材に作用するトルクを測定して
いる。

【００１４】なお、歪を検出するための対象部分（磁歪
フィルム）が、機械本体からの駆動力を受けて回転する
駆動系部分（筒状体、棒状回転部材）から独立してお
り、磁歪フィルムの変化を検出した検出手段からの出力
信号は、棒状回転部材が回転していることとは無関係に
確実に取り出されるため、測定結果の信頼性を確保する
ようにしている。

【００１５】また、磁歪フィルムを一対配置し、それぞ
れを棒状回転部材の外周面に互いに反対の向きに巻いた
ものでは、棒状回転部材にトルクが作用すると、一方の
磁歪フィルムには引張力が作用するとともに、他方の磁
歪フィルムには圧縮力が作用する。従って、これら磁歪
フィルムに対して引張力付与手段で予め引張力（以下、
基準引張力という。）を与えることにより、棒状回転部
材にトルクが作用した際、一方の磁歪フィルムには、基
準引張力とトルクによる引張力とが作用し、他方の磁歪
フィルムには、基準引張力とトルクによる圧縮力とが作
用することになる。

【００１６】これにより、前記他方の磁歪フィルムに
は、基準引張力から圧縮力を引いた力、すなわち、基準
引張力が圧縮力の分だけ減少したかたちで引張力を作用
させることになるため、この磁歪フィルムが撓まないよ
うにすることが可能となる。しかも、かかる磁歪フィル
ムには、基準引張力が減少した状態の引張力が作用した
ものとしてこの磁歪フィルムにその歪が現れるため、こ
の歪を検出手段で検出することが可能となる。そして、
各磁歪フィルムに対応したそれぞれの検出結果をこの差
動増幅回路に入力することにより、棒状回転部材に作用
するトルクが測定できることになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図６を参照して説明する。図１に示すように、機
械本体１は、マシニングセンタ等の工作機械であり、そ
の一部に回転駆動する主軸２を備えている。また、固定
部分３は、主軸２の軸線０方向を囲むような筒状に形成
されるとともに、支柱４によって機械本体１に固定され
ており、主軸２が回転してもその回転の影響を受けない
ようにしている。そして、固定部分３の内側には、ベア
リング６、６ａによって筒状体７が回転支持されてい
る。

【００１８】この筒状体７は、軸線０方向に主軸２と接
続されており、この主軸２の駆動力を受けることによっ
て軸線０回りを固定部分３に対して相対的に回転するも
のである。そして、筒状体７の内側には、ベアリング
９、９ａによって棒状回転部材１０が回転支持されてお
り、この棒状回転部材１０は、軸線０回りを筒状体７に
対して相対的に回転できるようになっている。このよう
に、このトルク検出装置は、固定部分３、筒状体７、棒
状回転部材１０の三重構造となっている。

【００１９】そして、ベアリング６は、固定部分３に取
り付けられるリング５により一定位置に保持されてお
り、同様に、ベアリング６ａはリング５ａにより一定位
置に保持されている。一方、ベアリング９は、主軸２の
端部２ａにより一定位置に保持されており、ベアリング
９ａは、筒状体７に取り付けられるリング８により一定
位置に保持されている。

【００２０】さらに、棒状回転部材１０の端部にはコレ
ットチャック１１が設けられており、このコレットチャ
ック１１でミニチュアドリル等の回転切削工具１２を保
持することにより、棒状回転部材１０に回転切削工具１
２を着脱自在に取り付けることができるようにしてい
る。また、筒状体７と棒状回転部材１０との双方には、
磁歪フィルムとして一対のアモルファス磁歪フィルム１
３、１４が軸線０方向に並列して取り付けられている。

【００２１】これらアモルファス磁歪フィルム１３、１
４のそれぞれは、図２に示すように設定される。アモル
ファス磁歪フィルム１３は、端部１３ａを棒状回転部材
１０に取り付けるとともに、ここから時計回りに一部を
棒状回転部材１０の外周面１０ａに巻き付け、さらに、
筒状体７の外側に取り出してからその外周面７ａに残り
を時計回りに巻き付け、端部１３ｂを筒状体７に取り付
ける（図２では、端部１３ｂは端部１４ｂに隠れた状態
となる。）といった態様で設定されている。

【００２２】一方、アモルファス磁歪フィルム１４は、
端部１４ａを端部１３ａの反対側となるような位置関係
で棒状回転部材１０に取り付けるとともに、ここから反
時計回りに一部を棒状回転部材１０の外周面１０ａに巻
き付け、さらに、筒状体７の外側に取り出してからその
外周面７ａに残りを反時計回りに巻き付け、端部１４ｂ
を筒状体７に取り付けるといった態様で設定されてい
る。

【００２３】なお、筒状体７の外周面にはローラ１７、
１７ａを形成し、アモルファス磁歪フィルム１３、１４
のそれぞれをローラ１７、１７ａで案内して筒状体７の
外側に取り出すようにしており、アモルファス磁歪フィ
ルム１３、１４と筒状体７の外周面７ａとの間の抵抗を
低減させるようにしている。また、筒状体７の外周面７
ａに巻き付けるアモルファス磁歪フィルム１４の長さ
は、後述する検出手段による検出精度を確保するため、
外周面７ａに対して長く巻き付けることが好ましい。た
だし、筒状体７の外周面に対する巻き付け方向は任意で
あり、アモルファス磁歪フィルム１３、１４の双方とも
同じ向きに巻き付けてもよい。

【００２４】このように、筒状体７と棒状回転部材１０
とは、アモルファス磁歪フィルム１３、１４によって接
続されており、筒状体７が回転した場合には、アモルフ
ァス磁歪フィルム１３又は１４に引っ張られるかたちと
なって棒状回転部材１０も回転することになる。従っ
て、主軸２を駆動して筒状体７を回転駆動させると、こ
の筒状体７に伴って棒状回転部材１０も回転するため、
棒状回転部材１０に取り付けた回転切削工具１２は軸線
０回りに回転することになる。そして、この回転切削工
具１２は、図示しない被削材に対して機械本体１を相対
移動させることによりこの被削材を加工するものとな
る。

【００２５】図３は、棒状回転部材１０に対するアモル
ファス磁歪フィルム１３の取付方法の一例を示すもので
ある。これは、棒状回転部材１０の外周面１０ａの一部
に凹部１０ｂを形成するとともに、この凹部１０ｂにア
モルファス磁歪フィルム１３の端部１３ａを入れた状態
で固定部材１８を嵌め込み、ねじ１９で固定部材１８を
凹部１０ｂに保持することにより、端部１３ａを棒状回
転部材１０に取り付けるようにしている。ただし、この
取付方法に限定されず、端部１３ａを外周面１０ａに直
接ねじ止めするなど各種の取付方法を用いることができ
る。なお、アモルファス磁歪フィルム１４についても同
様の方法で棒状回転部材１０に取り付けることができる
（図示せず）。

【００２６】図４は、筒状体７に対するアモルファス磁
歪フィルム１４の取付方法の一例を示すものである。図
示のように、端部１４ａを棒状回転部材１０に取り付け
た後、ローラ１７ａから筒状体７の外周面７ａに巻き付
けて端部１４ｂが位置する外周面７ａ部分に凹部７ｂを
形成する。また、端部１４ｂは、ねじ２２で接続された
取付部材２０と２１との間に挟持され、さらに、これら
取付部材２０、２１は、ねじ２２によって凹部７ｂに入
れた状態で筒状体７にねじ止めされている。従って、端
部１４ｂは、ねじ２２及び取付部材２０、２１を介して
筒状体７に取り付けられる。

【００２７】また、図４に示す取付方法は、アモルファ
ス磁歪フィルム１４に対する引張力付与手段として機能
するものである。すなわち、ねじ２２をねじ込むことに
よって取付部材２０、２１が筒状体７の中心に向けてそ
の半径方向に移動するため、この取付部材２０、２１に
挟持された端部１４ｂを凹部７ｂの奥へ引き込むことに
より、このアモルファス磁歪フィルム１４全体に引張力
を与えることができるものである。

【００２８】このとき、アモルファス磁歪フィルム１
３、１４は、棒状回転部材１０及び筒状体７に対して互
いに反対の向きに巻かれているため、一方のアモルファ
ス磁歪フィルムに引張力を付与すると他方にもこの引張
力を作用させることになる。従って、図４に示す取付方
法をアモルファス磁歪フィルム１３、１４の双方に用い
る必要はなく、いずれか一方の取付部分に構成すれば足
りる。また、引張力付与手段として、図４に示すものに
限定するものではなく、例えば、端部１４ｂを巻き取る
ような構造を用いて引張力を付与するものなど、各種の
ものを用いることができる。

【００２９】このように、アモルファス磁歪フィルム１
３、１４の取付に接着剤を用いていないため、接着面の
剥離が生じるといった問題もなく、しかも非常に弾性な
接着剤部分による応力緩和の影響を受けることもない。
次に、固定部分３には、アモルファス磁歪フィルム１
３、１４のそれぞれに対応するように、検出手段として
検出コイル１５、１６が設置されている。このとき、検
出コイル１５、１６は、アモルファス磁歪フィルム１
３、１４のそれぞれを囲むように配置される。

【００３０】ここで、アモルファス磁歪フィルム１３な
どの磁歪フィルムは、引張力が加えられるとその歪に応
じて磁歪材料の透磁率が変化するものであり、その一
方、検出コイル１５等は、かかる磁歪材料の透磁率の変
化に応じてそこからの出力を変化させるものである。従
って、この検出コイル１５等は、引張力などによる伸縮
作用を受けたアモルファス磁歪フィルム１３等の歪を検
出するための検出手段として用いられる。

【００３１】図５は、アモルファス磁歪フィルムに作用
する引張力や圧縮力などの荷重の変化を横軸とし、検出
コイルからの出力変化を縦軸にとった測定結果である。
これには、アモルファス磁歪フィルムの特性として、荷
重の増加に対して出力がリニアに変化していることが表
されている。従って、検出手段として検出コイル１５等
を用いることにより、伸縮作用を受けたアモルファス磁
歪フィルム１３等の歪を正確かつ細かく検出できること
が確認される。

【００３２】また、磁歪フィルムとしてアモルファス磁
歪フィルムを用いたのは、このアモルファス磁歪フィル
ムの弾性率が小さいからであり、しかもこれらアモルフ
ァス磁歪フィルム１３及び１４の双方には予め基準引張
力が作用する結果、この装置全体として高い固有振動数
を有することになるからである。これにより外部からの
影響を受けにくいものとなり、測定結果の信頼性が向上
することになる。ただし、磁歪フィルムとしてアモルフ
ァス磁歪フィルムに代えて他の磁歪材料からなる磁歪フ
ィルムを用いるようにしてもよい。

【００３３】図６は、検出手段の構成を示すものであ
る。図示のように、検出コイル１５及び１６の双方に
は、励磁回路２４からの出力が入力されており、一方、
検出コイル１５及び１６からの出力は、差動増幅回路２
３に送られる。従って、励磁回路２４からの出力に応じ
て検出コイル１５及び１６の双方から同一値を出力して
いる状態では差動増幅回路２３から出力されないが、磁
歪フィルムの変化に対応して検出コイル１５、１６から
それぞれ異なる値が出力された場合には、差動増幅回路
２３からはこれらの値の差が出力されることになる。

【００３４】続いて、以上のように構成したトルク検出
装置の作動状態を説明する。先ず、機械本体１の主軸２
を駆動することにより筒状体７を軸線０回りに回転させ
ると、筒状体７は、ベアリング６、６ａに支持された状
態で固定部分５に対して相対的に回転駆動する。この筒
状体７の回転に伴い、棒状回転部材１０は、アモルファ
ス磁歪フィルム１４に引っ張られるかたちで図１及び図
２の矢印方向に回転し、回転切削工具１２を軸線０回り
に回転させる。このとき、アモルファス磁歪フィルム１
４には、回転に伴う引張力が生じるとともに、アモルフ
ァス磁歪フィルム１３には、回転に伴う圧縮力が生じて
いる。

【００３５】そして、切削加工中において、回転切削工
具１２にトルクが作用すると、そのトルクによってアモ
ルファス磁歪フィルム１４には引張力が働き、これを引
き伸ばすかたちで歪が生じ、一方、アモルファス磁歪フ
ィルム１３には圧縮力が働き、これを縮めるたかちで歪
が生じる。この歪に応じて検出コイル１５及び１６から
の出力がそれぞれ変化し、これら出力が差動増幅回路２
３に入力されることにより、この入力値の差を差動増幅
回路２３から出力する。そして、この出力結果を解析す
ることにより棒状回転部材１０（回転切削工具１２）に
作用したトルクが測定される。

【００３６】このように、棒状回転部材１０のトルクに
よる力はすべてアモルファス磁歪フィルム１３等に作用
し、このアモルファス磁歪フィルム１３等の変化に対応
して検出コイル１５等からの出力が適宜変化するため、
棒状回転部材１０に作用するトルクが微少である場合で
も、アモルファス磁歪フィルム１３等に変化が生じ、こ
れに対する検出コイル１５等の検出結果に基づいて微少
トルクの測定ができるようになっている。従って、ミニ
チュアドリルなどの回転切削工具１２を用いる場合、こ
れに作用する微少なトルクの変化を正確に測定できるこ
とになり、このミニチュアドリルなどの折損の予測等を
インプロセスで検知可能となる。

【００３７】なお、図４に示す引張力付与手段によって
アモルファス磁歪フィルム１３、１４には予め基準引張
力が作用しているため、アモルファス磁歪フィルム１４
では基準引張力からさらに引張力が増大し、一方、アモ
ルファス磁歪フィルム１３では基準引張力が減少するこ
とになる。このように予め基準引張力が作用しているた
め、非常に薄肉なアモルファス磁歪フィルム１３に対し
てトルクによる圧縮力が作用した場合でも撓むことはな
く、その歪を検出コイル１５で検出することが可能とな
っている。

【００３８】また、棒状回転部材１０を逆向きに回転さ
せた場合には、アモルファス磁歪フィルム１３、１４に
対する作用は上述と逆になり、アモルファス磁歪フィル
ム１３には引張力が作用し、アモルファス磁歪フィルム
１４には圧縮力が作用することになる。

【００３９】さらに、差動増幅回路２３により、アモル
ファス磁歪フィルム１３、１４の歪に対応する検出結果
の差を出力するため、切削加工において回転切削工具３
に作用するトルク以外の力による影響を除外でき、純粋
に棒状回転部材１０に作用するトルクを測定することが
可能となっている。

【００４０】なお、図１に示すように、アモルファス磁
歪フィルム１３と１４の双方は、軸線０と直交する方向
に巻かれた状態となっているため、切削加工中に、回転
切削工具１２に対して軸線０方向の圧縮力が作用した場
合でも、この圧縮力の影響を受けることはない。また、
検出手段としての検出コイル１５、１６は、固定部分３
に保持されているため、筒状体７や棒状回転部材１０の
回転による影響を受けず、常に信頼性の高い測定結果が
期待されるとともに、耐久性の向上を図ることができ
る。

【００４１】なお、図示のような、一対のアモルファス
磁歪フィルム１３、１４を用いることに限定されるもの
ではなく、これに代えて、例えば、一対となるアモルフ
ァス磁歪フィルムを複数セット配置してもよい。ただ
し、一対のアモルファス磁歪フィルムごとに、棒状回転
部材１０に対して互いに反対の向きに巻き付けるととも
に、これらに対応した検出コイルからの出力を一つの差
動増幅回路２３に接続することが好ましい。この場合、
一対のアモルファス磁歪フィルムごとに、図４に示すよ
うな引張力付与手段を設け、予め基準引張力を作用させ
る点は上述と同様である。

【００４２】また、図示のように、一対のアモルファス
磁歪フィルム１３、１４を用いることに代えて、一つの
アモルファス磁歪フィルムを用いて筒状体７と棒状回転
部材１０との間を接続するようにしてもよい。この場
合、一つのアモルファス磁歪フィルムが棒状回転部材１
０に作用するトルクの影響を受け、その変化を一つの検
出手段で検出するとともに、この検出結果を解析してト
ルクの測定を行う。なお、本発明のトルク検出装置は、
図示のような回転切削工具１２に作用するトルクを検出
する場合のみに適用されるものではなく、その他各種工
作機械等の回転軸（棒状回転部材）に対して作用するト
ルクを検出するものとしても適用される。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、筒状体と棒状回転部材とを磁
歪フィルムで連結し、棒状回転部材に作用するトルクに
よって伸縮する磁歪フィルムの歪を固定部分に保持され
た検出手段で検出しているため、棒状回転部材のトルク
による力はすべて磁歪フィルムに作用する構造となって
おり、これにより、かかるトルクが微少であっても磁歪
フィルムの変化を検出手段で確実に検出でき、棒状回転
部材に作用するトルクの大小にかかわらず正確にトルク
を測定することができる。また、磁歪フィルムの変化を
検出手段によって適宜検出できるため、棒状回転部材の
一回転中におけるトルクの変動を細かく測定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る棒状回転部材のトルク検出装置
の、実施の一形態を示す断面図である。

【図２】図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】棒状回転部材へのアモルファス磁歪フィルムの
取付を示す断面図である。

【図４】筒状体へのアモルファス磁歪フィルムの取付を
示す断面図である。

【図５】アモルファス磁歪フィルムの特性を説明する測
定結果である。

【図６】検出手段の構成を示す説明図である。

【図７】従来の、棒状回転部材のトルク検出装置の一形
態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 機械本体 ２ 主軸 ３ 固定部分 ６、６ａ ベアリング ７ 筒状体 ９、９ａ ベアリング １０ 棒状回転部材 １２ 回転切削工具 １３、１４ アモルファス磁歪フィルム（磁歪フィル
ム） １５、１６ 検出コイル（検出手段） １７、１７ａ ローラ ２３ 差動増幅回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械本体に固定された固定部分の内側に
   回転支持され、当該機械本体からの駆動力を受けること
   により前記固定部分に対して相対的に回転駆動する筒状
   体と、 当該筒状体の内側に回転支持され、この筒状体の回転の
   軸線と略一致する方向を軸線として当該筒状体との相対
   的な回転が許容される棒状回転部材と、 前記筒状体と前記棒状回転部材との間を連結し、その間
   の一部が当該筒状体の外周面に巻かれた状態の磁歪フィ
   ルムと、 この磁歪フィルムに対応して前記固定部分に設置され、
   前記棒状回転部材に作用するトルクによって生じた当該
   磁歪フィルムの歪を検出し、その検出結果に基づいて前
   記トルクを測定する検出手段とを備えたことを特徴とす
   る棒状回転部材のトルク検出装置。
2. 【請求項２】 前記磁歪フィルムは、少なくとも一対配
   置されるとともに、それぞれが前記棒状回転部材の外周
   面に互いに反対の向きに巻かれるように設定され、 前記筒状体及び前記棒状回転部材の、前記磁歪フィルム
   の取付部分の少なくとも一方には、当該磁歪フィルムの
   それぞれに対して引張力を付与するための引張力付与手
   段が設けられ、 前記検出手段は、これら磁歪フィルムの各歪に対応する
   それぞれの検出結果が入力される差動増幅回路を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の棒状回転部材のトルク
   検出装置。