(57)【要約】【課題】トルク値の計測精度の向上に寄与するトルク計を実現する。【解決手段】本発明の一形態に係るトルク計５は、供試体３と動力計用モータ４との間に配置され、供試体３から動力計用モータ４に与えられるトルクを計測するトルク計であって、動力計用モータ４の回転軸４ａに連結され、起歪部５１ｂを有するディスク部５１と、ディスク部５１の起歪部５１ｂに固定され、樹脂モールドされた歪みゲージ５２と、ディスク部５１に固定され、歪みゲージ５２から検出信号が入力される信号処理基板５３と、ディスク部５１に固定され、信号処理基板５３を動力計用モータ４の側から覆う遮熱板５４と、ディスク部５１に固定され、歪みゲージ５２を覆うカバー部材５５と、を備え、ディスク部５１は、鉄に比べて熱伝導率の高い材料で構成され、動力計用モータ４における供試体３との接続用のフランジ部を成す。【選択図】図４
2019164006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体と動力計用モータとの間に配置され、前記供試体から前記動力計用モータに与えられるトルクを計測するトルク計であって、
前記動力計用モータの回転軸に連結され、起歪部を有するディスク部と、
前記ディスク部の起歪部に固定され、樹脂モールドされた歪みゲージと、
前記ディスク部に固定され、前記歪みゲージから検出信号が入力される信号処理基板と、
前記ディスク部に固定され、前記信号処理基板を前記動力計用モータの側から覆う遮熱板と、
前記ディスク部に固定され、前記歪みゲージを覆うカバー部材と、
を備え、
前記ディスク部は、鉄に比べて熱伝導率の高い材料で構成され、前記動力計用モータにおける前記供試体との接続用のフランジ部を成す、トルク計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク計に関し、例えば、供試体と動力計用モータとの間に配置され、供試体から動力計用モータに与えられるトルクを計測するトルク計に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンやトランスミッションなどの供試体の性能及び耐久性を評価するための評価装置では、供試体から動力計用モータに与えられるトルクを検出することが行われている。そのため、一般的な評価装置は、特許文献１に開示されているように、動力計用モータの回転軸と供試体との間にトルク計を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６５９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような評価装置に用いられるトルク計は、ディスク部の起歪部に固定された歪みゲージから検出信号が当該ディスク部に固定された信号処理基板に出力され、信号処理基板で検出信号に基づいてトルク値が計測（算出）される構成である。このとき、歪みゲージ及び信号処理基板は、ディスク部への固定位置が異なるので、歪みゲージの温度と信号処理基板の温度とに差が生じるが、相互の温度差に起因してトルク値を精度良く計測できない場合がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、トルク値の計測精度の向上に寄与するトルク計を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るトルク計は、供試体と動力計用モータとの間に配置され、前記供試体から前記動力計用モータに与えられるトルクを計測するトルク計であって、
前記動力計用モータの回転軸に連結され、起歪部を有するディスク部と、
前記ディスク部の起歪部に固定され、樹脂モールドされた歪みゲージと、
前記ディスク部に固定され、前記歪みゲージから検出信号が入力される信号処理基板と、
前記ディスク部に固定され、前記信号処理基板を前記動力計用モータの側から覆う遮熱板と、
前記ディスク部に固定され、前記歪みゲージを覆うカバー部材と、
を備え、
前記ディスク部は、鉄に比べて熱伝導率の高い材料で構成され、前記動力計用モータにおける前記供試体との接続用のフランジ部を成す。
このような構成により、信号処理基板の温度の上昇を抑制しつつ、歪みゲージの温度を上昇させることができ、一般的なトルク計に比べて、信号処理基板の温度と歪みゲージの温度との差を縮小させることができる。そのため、トルク値の計測精度の向上に寄与できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、トルク値の計測精度の向上に寄与するトルク計を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態のトルク計が用いられた評価装置を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態の評価装置における供試体とトルク計と動力計用モータとの接続構造を模式的に示す図である。
【図３】実施の形態のトルク計を厚さ方向から見た図である。
【図４】実施の形態の供試体とトルク計と動力計用モータとの接続状態を示す部分断面図である。
【図５】一般的な評価装置を模式的に示す図である。
【図６】一般的な評価装置における供試体とトルク計と動力計用モータとの接続構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１０】
先ず、本実施の形態のトルク計が用いられる評価装置の構成を簡単に説明する。図１は、本実施の形態のトルク計が用いられた評価装置を模式的に示す図である。図２は、本実施の形態の評価装置における供試体とトルク計と動力計用モータとの接続構造を模式的に示す図である。
【００１１】
評価装置１は、図１に示すように、駆動モータ２、供試体３、動力計用モータ４及びトルク計５を備えている。駆動モータ２は、例えば、車両のエンジンの回転を擬似的に供試体３に出力する。駆動モータ２は、図示を省略した制御装置に制御される。
【００１２】
供試体３は、例えば、車両のトランスミッション３１及び当該トランスミッション３１から駆動力を伝達可能に接続されたドライブシャフト３２を備えている。動力計用モータ４は、例えば、車両の負荷を擬似的に発生させるために、ドライブシャフト３２の両端部に接続されている。動力計用モータ４は、図示を省略した制御装置に制御される。
【００１３】
トルク計５は、図２に示すように、ドライブシャフト３２の端部と動力計用モータ４との間に配置され、ドライブシャフト３２から動力計用モータ４に与えられるトルクを計測する。ここで、図３は、本実施の形態のトルク計を厚さ方向から見た図である。図４は、本実施の形態の供試体とトルク計と動力計用モータとの接続状態を示す部分断面図である。
【００１４】
トルク計５は、図３及び図４に示すように、ディスク部５１、歪みゲージ５２、信号処理基板５３、遮熱板５４及び第１のカバー部材５５を備えている。ディスク部５１は、一般的なトルク計のディスク部を構成する鉄などに比べて熱伝導率の高い材料で構成されている。このようなディスク部５１は、円盤形状を基本形態としており、ドライブシャフト３２の端部に接続された接続部材６のフランジ６ａと略等しい直径とされている。
【００１５】
ディスク部５１は、凹部５１ａ、起歪部５１ｂ、貫通孔５１ｃ、第１のボルト孔５１ｄ及び第２のボルト孔５１ｅを備えている。凹部５１ａは、ディスク部５１における厚さ方向の一方の面に形成されており、ディスク部５１の厚さ方向から見て、ディスク部５１の中心から第１の半径を有する略円形状である。起歪部５１ｂは、ディスク部５１の厚さ方向から見て、凹部５１ａの領域内に形成された薄肉部であり、ディスク部５１の中心を対称点とした点対称に配置されている。
【００１６】
貫通孔５１ｃは、ディスク部５１を厚さ方向に貫通している。そして、貫通孔５１ｃは、ディスク部５１の厚さ方向から見て、ディスク部５１の中央に形成されており、ディスク部５１の中心から第２の半径を有する略円形状である。ここで、貫通孔５１ｃの周面からは、台座５１ｆが突出している。台座５１ｆは、例えば、ディスク部５１の厚さ方向の略中央で、ディスク部５１の厚さ方向から見て、放射状に配置されている。
【００１７】
第１のボルト孔５１ｄは、ディスク部５１を厚さ方向に貫通している。そして、第１のボルト孔５１ｄは、ディスク部５１の厚さ方向から見て、ディスク部５１の中心を対称点とした点対称で凹部５１ａの領域内に配置されている。第１のボルト孔５１ｄは、ディスク部５１の中心から第３の半径を有する円周上に複数（図示例では、８個）配置されている。但し、第１のボルト孔５１ｄの個数は、適宜、変更することができる。
【００１８】
第２のボルト孔５１ｅは、ディスク部５１を厚さ方向に貫通している。そして、第２のボルト孔５１ｅは、ディスク部５１の厚さ方向から見て、ディスク部５１の中心を対称点とした点対称で、凹部５１ａの外側の領域内に配置されている。第２のボルト孔５１ｅは、ディスク部５１の中心から第４の半径を有する円周上に複数（図示例では、８個）配置されている。但し、第２のボルト孔５１ｅの個数は、適宜、変更することができる。
【００１９】
歪みゲージ５２は、ディスク部５１の起歪部５１ｂにおける凹部５１ａが形成された側の面に固定されている。歪みゲージ５２は、ディスク部５１の起歪部５１ｂの歪みを検出し、検出信号を信号処理基板５３に出力する。このような歪みゲージ５２は、樹脂部５６によってモールドされている。
【００２０】
信号処理基板５３は、歪みゲージ５２から入力される検出信号に基づいて、ディスク部５１の起歪部５１ｂの歪み量を計測する。そして、信号処理基板５３は、計測した歪み量に基づいて、トルク計５に作用するトルク値を計測する。このような信号処理基板５３は、ディスク部５１の貫通孔５１ｃの内部に配置されており、凹部５１ａが形成された側から台座５１ｆに固定されている。
【００２１】
このとき、歪みゲージ５２と信号処理基板５３とを電気的に接続する配線の間に抵抗５７を備えているとよい。ディスク部５１などの温度の上昇に伴って、歪みゲージ５２から信号処理基板５３に入力される検出信号の伝達速度が速くなり、トルク値の誤差の起因となるが、歪みゲージ５２と信号処理基板５３との間に抵抗５７を配置することで、検出信号の伝達速度を遅延させ、トルク値の誤差を抑制することができる。
【００２２】
遮熱板５４は、信号処理基板５３を凹部５１ａが形成された側に対して逆側から覆う。そして、遮熱板５４は、ディスク部５１の貫通孔５１ｃの内部に配置されており、凹部５１ａが形成された側に対して逆側から台座５１ｆに固定されている。このような遮熱板５４は、ディスク部５１に対して熱伝導率の低い材料で構成されており、例えば、アルミニウム製である。
【００２３】
ここで、詳細は後述するが、遮熱板５４は、鉄やアルミニウムに比べて、放熱性が低い材料で構成されたボルトを介して台座５１ｆに固定されているとよい。このとき、ボルトは、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）で構成すればよい。
【００２４】
第１のカバー部材５５は、少なくとも歪みゲージ５２を覆う。第１のカバー部材５５は、例えば、環状に形成されたプレート部材である。このような第１のカバー部材５５は、ディスク部５１の厚さ方向から見て、第１のボルト孔５１ｄと重ならないように凹部５１ａの内部に配置されている。そして、第１のカバー部材５５は、凹部５１ａの底面に固定されている。また、トルク計５は、さらに第２のカバー部材５８を備えている。第２のカバー部材５８は、ディスク部５１を動力計用モータ４の側から覆う。この第２のカバー部材５８は、ディスク部５１における動力計用モータ４の側の面に直接、ビス止めされる。
【００２５】
次に、本実施の形態のトルク計の接続構造を説明する。ディスク部５１における凹部５１ａが形成されていない側の面は、図４に示すように、動力計用モータ４の回転軸４ａに接続されている。詳細には、ディスク部５１の第１のボルト孔５１ｄに通されたボルトを動力計用モータ４の回転軸４ａに設けられたネジ穴にねじ込むことで、トルク計５は、動力計用モータ４に接続されている。
【００２６】
一方、ディスク部５１における凹部５１ａが形成された側の面は、ドライブシャフト３２の端部に接続された接続部材６のフランジ６ａに接続されている。詳細には、ディスク部５１の第２のボルト孔５１ｅに通されたボルトを接続部材６のフランジ６ａに設けられたネジ穴にねじ込むことで、トルク計５は、ドライブシャフト３２に接続されている。
【００２７】
ここで、図５は、一般的な評価装置を模式的に示す図である。図６は、一般的な評価装置における供試体とトルク計と動力計用モータとの接続構造を模式的に示す図である。なお、図５及び図６では、本実施の形態の評価装置１と等しい部材には、等しい符号を付している。
【００２８】
一般的な評価装置１００は、図５及び図６に示すように、トルク計１０１を供試体３と動力計用モータ４との間に配置する場合、アタッチメント１０２を介してトルク計１０１と動力計用モータ４とを接続していた。そのため、一般的な評価装置１００は、評価装置１００の全長が長く、大型であった。しかも、一般的な評価装置１００は、供試体３と動力計用モータ４との間の距離が長いため、供試体３と動力計用モータ４との間の剛性が低く、計測精度や制御応答性が低下する課題を有していた。
【００２９】
一方、本実施の形態のトルク計５は、図２及び図４に示すように、ディスク部５１を動力計用モータ４における供試体３との接続用のフランジ部として機能させ、アタッチメント１０２を介することなく、動力計用モータ４に接続可能である。そのため、本実施の形態のトルク計５を用いた評価装置１は、一般的な評価装置１００に比べて、供試体３と動力計用モータ４との間の距離を短縮することができ、その結果、小型化できる。
【００３０】
しかも、本実施の形態のトルク計５を用いた評価装置１は、一般的な評価装置１００に比べて、供試体３と動力計用モータ４との間の剛性を向上させることができる。これにより、本実施の形態のトルク計５を用いた評価装置１は、一般的な評価装置１００に比べて、計測精度や制御応答性を向上させることができる。
【００３１】
また、ディスク部５１は、一般的なトルク計のディスク部を構成する鉄などに比べて熱伝導率の高い材料で構成しているため、動力計用モータ４の熱がトルク計５に伝達された際に、信号処理基板５３の周辺に留まらず、ディスク部５１の径方向外側に素早く伝達される。また、信号処理基板５３は、動力計用モータ４の側から遮熱板５４によって覆われている。これにより、信号処理基板５３の温度の上昇を抑制しつつ、歪みゲージ５２の温度を上昇させることができ、一般的なトルク計に比べて、信号処理基板５３の温度と歪みゲージ５２の温度との差を縮小させることができる。そのため、本実施の形態のトルク計５は、トルク値の計測精度の向上に寄与できる。
【００３２】
さらに、本実施の形態では、歪みゲージ５２が第１のカバー部材５５で覆われており、さらにディスク部５１の動力計用モータ４の側の面が第２のカバー部材５８で覆われているので、トルク計５が回転した際の外気の影響を抑制できる。また、第１のカバー部材５５によって歪みゲージ５２からの放熱を抑制できる。これにより、本実施の形態のトルク計５は、トルク値の計測精度の更なる向上に寄与できる。
【００３３】
また、遮熱板５４は、ディスク部５１に対して熱伝導率の低い材料で構成されているため、動力計用モータ４の熱が遮熱板５４に伝わり難く、遮熱機能が高い。ここで、上述のように、遮熱板５４をディスク部５１に接続するボルトが鉄やアルミニウムに比べて、放熱性が低い材料で構成されていると、ディスク部５１から遮熱板５４への熱の伝達を抑制できる。これにより、信号処理基板５３の温度の上昇をより抑制できる。
【００３４】
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施の形態では、供試体として、トランスミッション３１及びドライブシャフト３２を備えているが、エンジンであってもよい。この場合、駆動モータ２を省略すればよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  評価装置
２  駆動モータ
３  供試体、３１  トランスミッション、３２  ドライブシャフト
４  動力計用モータ、４ａ  回転軸
５  トルク計、５１  ディスク部、５１ａ  凹部、５１ｂ  起歪部、５１ｃ  貫通孔、５１ｄ  第１のボルト孔、５１ｅ  第２のボルト孔、５１ｆ  台座
６  接続部材、６ａ  フランジ
５２  歪みゲージ
５３  信号処理基板
５４  遮熱板
５５  第１のカバー部材
５６  樹脂部
５７  抵抗
５８  第２のカバー部材
１００  評価装置
１０１  トルク計
１０２  アタッチメント
【図１】
2019164006.tif 000003
【図２】
2019164006.tif 000004
【図３】
2019164006.tif 000005
【図４】
2019164006.tif 000006
【図５】
2019164006.tif 000007
【図６】
2019164006.tif 000008