(57)【要約】【課題】  内輪と外輪とを連結する連結部が破損した場合でも安全なトルクセンサを提供することを目的とする。【解決手段】  同軸の２つの回転軸１７，１８どうしの中間に挿入され、上記２つの回転軸のうちの一方の端部１７ａに固定される内輪１２と、内輪１２の外周との間にスリット１４を形成して該外周を取り囲むように形成され、上記２つの回転軸のうちの他方の端部１８ａに固定されるた外輪１１と、内輪１２と外輪１１との間に円周方向に複数箇所形成された、スリット１４を遮って内輪１２と外輪１１とを連結する連結部１３とを有し、連結部１３の歪みによりトルクを検出するトルクセンサにおいて、外輪１１の、フランジ状の固定部分１１ａを制振材料で形成した。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸の２つの回転軸どうしの中間に挿入され、
前記２つの回転軸のうちの一方の端部に固定される内輪と、
前記内輪の外周との間にスリットを形成して該外周を取り囲むように形成され、前記２つの回転軸のうちの他方の端部に固定される外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に円周方向に複数箇所形成された、前記スリットを遮って該内輪と該外輪とを連結する連結部とを有し、該連結部の歪みによりトルクを検出するトルクセンサにおいて、
前記内輪および／または外輪が、制振材料で形成されたものであることを特徴とするトルクセンサ。
【請求項２】
前記制振材料が、０．０５以上の対数減衰率を有するものであることを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。
【請求項３】
前記制振材料が、０．０５以上の対数減衰率および２００Ｍｐａ以上の引張強さを有する制振合金であることを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸のトルクを検出するトルクセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転軸のトルクを検出するトルクセンサとして、例えば、次に示すようなトルクセンサが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図４は、特許文献１に開示されたトルクセンサの一部を切断した斜視図であり、図５は、図４に示したトルクセンサの断面図である。
【０００４】
図４に示すように、このトルクセンサは、内輪２と、内輪２の外周との間にスリット４を形成して該外周を取り囲むように形成された外輪１と、内輪２と外輪１との間に円周方向に複数箇所形成された、上記スリット４を遮って内輪２と外輪１とを連結する連結部３と、連結部３に貼付した歪みゲージ５とを有し、連結部３の歪みによりトルクを検出するように構成されている。
【０００５】
図５に示すように、このトルクセンサは、同軸の２つの回転軸７、８どうしの中間に挿入され、内輪２は、一方の回転軸７の端部７ａに固定され、外輪１は、他方の回転軸８の端部８ａに固定されている。このトルクセンサでは、内輪２と外輪１とを相互に連結する連結部３は、内輪２や外輪１に比較して変形しやすい構造となっており、歪みゲージ５による歪みの検出精度を高めるように構成されている。
【特許文献１】ドイツ特許第４２０８５２２号公報（第１−３頁、図１〜３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のトルクセンサでは、回転軸に過大な負荷がかかったときに連結部が破損することがあり、その回転軸系にスラスト方向の自由度がある場合には内輪と外輪との結合が外れて回転軸や内輪、外輪などが飛散するという危険性がある。
【０００７】
図６は、図４、４に示したトルクセンサの連結部が破損した場合を示す図である。
【０００８】
図６に示すように、このトルクセンサに過大な負荷がかかったときに、連結部３が破損し、内輪２が外輪１から外れて回転軸７および内輪２が飛散し、場合によっては大きな事故を起こす。
【０００９】
このように連結部が破損する原因の一つとしてトルクセンサの共振現象が考えられる。      
【００１０】
トルクセンサの内輪、外輪、および連結部などの各部材は通常、炭素鋼やステンレス鋼のような剛体で形成されるので共振現象が起きやすい。このようなトルクセンサで共振現象が起きた場合には最も強度の低い連結部がまっ先に破損されるものと考えられる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、共振現象による破損が起きにくい安全なトルクセンサ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】
【００１２】
上記課題を解決する本発明のトルクセンサは、
同軸の２つの回転軸どうしの中間に挿入され、
上記２つの回転軸のうちの一方の端部に固定される内輪と、
上記内輪の外周との間にスリットを形成して該外周を取り囲むように形成され、上記２つの回転軸のうちの他方の端部に固定される外輪と、
上記内輪と上記外輪との間に円周方向に複数箇所形成された、前記スリットを遮って該内輪と該外輪とを連結する連結部とを有し、該連結部の歪みによりトルクを検出するトルクセンサにおいて、
上記内輪および／または外輪が、制振材料で形成されたものであることを特徴とする。
【００１３】
本発明のトルクセンサによれば、このトルクセンサの内輪および／または外輪が、制振材料で形成されたことにより、共振現象による破損を防止することができる。
【００１４】
ここで、上記制振材料が、０．０５以上の対数減衰率を有するものであることが好ましい。ここで、制振材料の制振性について詳しく説明すると、従来、トルクセンサの各部材は炭素鋼やステンレス鋼などの鋼材で形成されるのが普通であるが、これら鋼材の対数減衰率は約０．０１程度であり、制振材料とはいえない。これに対して鉛や鋳鉄などは制振性がやや高いが、その対数減衰率は約０．０５程度であり共振現象を押さえ込むには不十分である。そこで、上記のように制振材料としては０．０５以上の対数減衰率を有するものであることが好ましい。
【００１５】
また、上記制振材料が、０．０５以上の対数減衰率および２００Ｍｐａ以上の引張強さを有する制振合金であることが好ましい。一般に制振材料としてゴムなどがよく知られているが、ゴム類は引張強さが低いので通常のトルクセンサの構造材としては不適切な場合がある。そこで、上記のように制振材料としては、０．０５以上の対数減衰率および２００Ｍｐａ以上の引張強さを有するものであることが好ましい。
【００１６】
なお、トルクセンサを構成する各部分すべてあるいはいずれか一部を、上記制振材料で形成されたものとしてもよいが、上記外輪の、回転軸端部に固定される固定部分が上記制振材料で形成されたものであることが特に好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のトルクセンサによれば、共振現象による破損の起きにくい安全なトルクセンサを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下図面を参照して本発明のトルクセンサの実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態のトルクセンサの外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示したトルクセンサのＡ−Ａ断面図である。
【００２０】
図１、２に示すように、このトルクセンサ１００は、同軸の２つの回転軸１７，１８どうしの中間に挿入され、上記２つの回転軸のうちの一方の端部１７ａに固定される内輪１２と、内輪１２の外周との間にスリット１４を形成して該外周を取り囲むように形成され、上記２つの回転軸のうちの他方の端部１８ａに固定される外輪１１と、内輪１２と外輪１１との間に円周方向に４箇所形成された、上記スリット１４を遮って内輪１２と外輪１１とを連結する連結部１３とを有し、連結部１３の歪みによりトルクを検出するものである。
【００２１】
この実施形態では、外輪１１の、回転軸１８の端部１８ａに固定される固定部分１１ａはフランジ状に形成されており、端部１８ａとはボルト１９で固定されている。同様に、内輪１２の、回転軸１７の端部１７ａに固定される固定部分１２ａも、端部１７ａとはボルト１９で固定されている。
【００２２】
そして、この実施形態のトルクセンサ１００においては、上記フランジ状の固定部分１１ａが、０．０５以上の対数減衰率および２００Ｍｐａ以上の引張強さを有する制振合金で形成されている。
【００２３】
上記のように構成したことにより、このトルクセンサ１００に過大な負荷がかかった場合でも、外輪１１の、フランジ状の固定部分１１ａは制振材料で形成されているので、このフランジ状の固定部分１１ａで振動が吸収されて共振現象が起きにくくなり、連結部１３の破損の危険性が低下する。
【００２４】
なお、上記制振合金の具体例として、大同特殊鋼（株）製Ｍ２０５２合金を挙げることができる。この制振合金は、通常、０．２〜０．４（平均０．３）の対数減衰率を有する上に、４００Ｍｐａ程度の引張強さを有するので、上記フランジ状の構成材料として好適である。しかし、本発明の制振材料は上記制振合金のみに限定されるものではない。
【００２５】
なお、上記実施形態では、外輪１１の、フランジ状の固定部分１１ａを制振材料で形成した例を示したが、制振材料で形成する部分は、上記フランジ状の固定部分１１ａに限られるものではなく、内輪および／または外輪の全部、あるいはいずれか一部であってもよい。
【００２６】
上記のように構成したことにより、共振現象の発生が防止され、共振による連結部の破損が起きにくい安全なトルクセンサを実現することができる。
【００２７】
次に、第２の実施形態のトルクセンサについて説明する。
【００２８】
図３は、第２の実施形態のトルクセンサの断面図である。
【００２９】
図３に示すように、この第２の実施形態のトルクセンサ１００’の固定部分１１ａ’は、第２の実施形態のトルクセンサ１００（図２参照）の固定部分１１ａとは若干構造が異なっている。すなわち、第２の実施形態では、外輪１１は、回転軸１８の端部１８ａに直接固定されており、内輪１２は、フランジ状の固定部分１１ａ’を介して回転軸１７の端部１７ａに固定されている。
【００３０】
この第２の実施形態における固定部分１１ａ’は第１の実施形態におけると同様の制振合金で形成されており、その作用効果は第１の実施形態におけると同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態のトルクセンサの外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示したトルクセンサのＡ−Ａ断面図である。
【図３】第２の実施形態のトルクセンサの断面図である。
【図４】特許文献１に開示されたトルクセンサの一部を切断した斜視図である。
【図５】図４に示したトルクセンサの断面図である。
【図６】図４、５に示したトルクセンサの連結部が破損した場合を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    外輪
２    内輪
３    連結部
４    スリット
５    歪みゲージ
７，８    回転軸
７ａ，８ａ    端部
１１    外輪
１１ａ，１２ａ    固定部分
１２    内輪
１３    連結部
１４    スリット
１５    歪みゲージ
１７，１８    回転軸
１７ａ，１８ａ    端部
１９    ボルト
１００    トルクセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006300715.tif 000007
【図６】
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