JPS6232598A - トルク検出器 - Google Patents

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。

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
ねじ締機械等にあっては、締付は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っ′で
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紐み立てニー程におい
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。

このような用途に通ずるトルク検出器は、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った
。

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ッ
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って、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って、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って達成される。

本発明にかかるトルク検出器は、極めて小型軽量かつ正
確であって、その電気的出力信号を利用することによっ
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、それぞれがブリッジ接続されている。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１
７、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１
８はコア押さえナツト２０によって軸上に固着される。

また固定コア１６は、軸受箱を兼ねる固定コア押さえナ
ツト２１によってケース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２
４．２５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
よって軸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２
２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によっ
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２４．２
５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。歪ゲージのブリッジ回路出力は
、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って、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（ため、軸に振動が生じコアのギャ
ップが変動したりあるいは軸方向動きによって電圧供給
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っては、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。

したがって、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
がって、上述の要請に適合するものとなっている。

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。 １０：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ニスペーサ ３２：出力端子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ッ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。