JPS5940251B2 - トルク測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トルク測定装置に関するものである。

従来のトルク測定装置において、負側軸に直接歪ゲージ
を貼着し、その歪ゲージの出力変化によりトルクを測定
する一般的なものにあっては、歪ゲージに生じる歪が小
さいためにゲージ出力を大きくとることができず、しか
も負荷軸に固有の回転振動が歪ゲージに直接的に伝達さ
れてノイズとなり、ゲージ出力に大きな影響を与えると
いう難点があった。

本発明は、このような難点を解消し、被動軸に接線方向
に取付けたばねの先端を駆動軸に設けたアームに連結し
て、その板ばね上にトルクを検出する歪ゲージを貼着す
ることにより、トルク変化に対するゲージ出力変化を大
きくすると共に、被動軸の固有の回転振動の影響を少な
くし、高精度のトルク測定を可能にしたことを特徴とす
るものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
に、第１図及び第２図は、本発明のトルク測定装置の構
成を示すもので、１は電動機（図示せず）等によって回
転１駆動される駆動軸、２は１駆動軸１からトルクが伝
達される被動軸で、との被動軸は駆動軸１のスリーブ状
軸端における中空部分１ａにベアリング３を介して回転
自在に軸受けされている。

上記１駆動軸１の端面においては、駆動軸１の偏心位置
に一対のアーム軸４，４を設け、このアーム軸にそれぞ
れアーム５，５を回転可能に軸支させている。

このアーム５は、その先端を１駆動軸１０回転１駆動方
向（矢印Ａ方向）に向け、駆動軸１の軸線と平行なアー
ム軸４の軸線のまわりに回転可能としたものである。

そして、被動軸２の周囲には接線方向に向けて板ばね６
を取付け、上記アーム５の先端にその板ばね６の先端を
連結し、これらのアーム５及び板ばね６を介して駆動軸
１０回転を被動軸２へ伝達できるように構成している。

さらに、上記板ばね６０表裏面には、その屈曲変形量を
電気的に検出する歪ゲージ７を貼着している。

なお、図中８はアーム５に進退自在に設けた調整ねじて
、必要に応じてその先端を屈曲変形する板ばね６に衝当
させ、板ばね６の屈曲変形量を規制するものである。

このような構成を有するトルク測定装置において、１駆
動軸１を回転すれば、その回転がアーム５及び板ばね６
を介して伝達されるので被動軸２も回転し、セして被動
軸２に負荷が全く加えられない場合には、第３図Ａに示
すように板ばね６は真直状態を保ち、負荷が大きくなる
に従って板ばね６も同図Ｂのように屈曲変形する。

さらに、調整ねじ８をある 度突出させておけば、板ば
ね６の屈曲変形量が大きくなったとき、同図Ｃのように
板ばね６が調整ねじ８の先端に衝当し、屈曲変形か規制
されると共に部分的に逆向きに屈曲変形する。

このような板ばね６の屈曲変形に伴い、それに貼着した
歪ゲージ７には、第４図に示すようなゲージ出力が発生
する。

第４図におけるゲージ出力曲線上の点ａ、ｂ、ｃは、そ
れぞれ第３図Ａ、Ｂ。

Ｃの回転状態におけるゲージ出力に対応するものである
。

点Ｃにおけるゲージ出力が点すにおけるゲージ出力に比
して負荷力の増大にも拘わらず低下しているのは、上述
したように第３図Ｃの状態において板ばね６の屈曲の向
きが反転するためである。

また、第４図における曲線イ、口、ハは、調整ねじ８の
アーム５に対するねじ込み量を変えた場合のゲージ出力
を示している。

而して、上記歪ゲージ７の出力は、第４図の曲線イ、口
、ハにおける直線部分によって示しているように負荷力
即ちトルクに比例し、従ってそのゲージ出力によりトル
クを検出することができる。

また、調整ねじ８のねじ込み量を変えることにより、第
４図に示すように適当な負荷力以上でゲージ出力が負の
特性を示し、従ってこのような特性を必要とするトルク
測定装置に有効に利用することができる。

このようなトルクの測定においては、第３図Ａ。

Ｂかられかるように、トルク変動に伴う板ばね６のたわ
みの変化が比較的大きいため、トルク変化に対するゲー
ジ出力変化が大きく、従ってトルクを精度よく測定する
ことができる。

また、駆動軸１からアーム５を介して板ばね６に加えら
れる力Ｆは、第２図に示すように、板ばねと直角の方向
に作用してそれにたわみを与える分力Ｆ１と、板ばねに
引張力を与える分力Ｆ２に分解することができ、板ばね
に加えられる力Ｆが比較的小さい場合には分力Ｆ２に比
して分力Ｆ１が大きいが、力Ｆが大きくなって板ばねの
たわみが増大するに従って分力Ｆ１に対する分力Ｆ２の
割合が増大し、そのため力Ｆが成る 度大きくなったと
きには被動軸２に固有の振動が発生しても主として板ば
ねに対する引張力が変動するだけでゲージ出力が大きく
変動するようなことはなく、即ちノイズが小さくなって
測定の信頼性、安定性が増大し、このことは実験的にも
確かめられている。

さらに上述したように負荷力が増大したときに主として
板ばねに作用する引張力が増大することは、強度的に極
めて有利であって負荷力が比較的大きくなった場合にお
けるトルク測定をも可能にするものであり、例えば被動
軸２に放射方向に向けて取付けた板ばねによって駆動軸
と被動軸を連結した場合などに比して、広範囲のトルク
測定を行うことができると共に、極めてすぐれた強度を
有するものである。

なお、実際の回転運転中には、アーム５に作用する遠心
力によってそのアームの重心位置か回転中心から離反し
ようとし、その結果板ばね６をはね上げることが考えら
れる。

従って、特に駆動軸を高速回転させるような場合には第
２図中に鎖線で示すように、アーム５にカウンタバラン
ス９を施す配慮か望まれる。

このように本発明のトルク測定装置によれば、極めて簡
単な構造によって精度よくトルクを測定することができ
、しかもその測定に信頼性及び安定性があり、さらに強
度的に極めて有利であって広範囲にわたるトルク測定に
利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断側面図、第２図はその横
断面図、第３図Ａ、Ｂ、Ｃは異なる負荷状態を示す正面
図、第４図はそれに基づいて発生するゲージ出力を示す
線図である。 １・・・・・・１駆動軸、２・・・・・・被動軸、５・
・・・・・アーム、６・・・・・・板ばね、７・・・・
・・歪ゲージ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 駆動軸の偏心位置に、その駆動軸の回転方向に向け
   て、駆動軸の軸線と平行な軸線のまわりに回転可能なア
   ームを取付け、被動軸の周囲に接線力向に向けて取付け
   た板ばねの先端を上記アームの先端に連結し、この板ば
   ね上にその変形量を検出する歪ゲージを備えたことを特
   徴とするトルク測定装置。