(57)【要約】【課題】二つのトルク検出器を用い純粋なトルク量のみを取り出す内輪と外輪を有する回転体のトルク測定装置を提供するものである。【解決手段】ベアリング等の内・外輪構成となる回転体で内輪駆動をもってトルクを測定するトルク測定装置で、この回転体１の内輪部４に嵌合した外輪部５の外周の対称位置に、夫々突出した作動子６ａを所定接触圧をもって接触する二つの独立したトルク検出器６，６を配置すると共に、前記両作動子６ａ，６ａの極性を内輪部４の中心に挿嵌した基台側の検査用駆動軸３の回転方向と同じ方向に設定し、外輪部５の回転の成分だけを取って他の成分は二つのトルク検出器６，６で補償しながら計測をする。【選択図】　　　図１
2004125405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアリング等の内・外輪構成の回転体で、内輪駆動とし外輪測定にする回転体のトルク測定装置において、回転体の内輪部に嵌合した外輪部の外周の対称位置に、夫々突出した作動子を所定の接触圧で直接接触する二つの独立したトルク検出器を配置すると共に、この双方の作動子の電気的極性を内輪部の中心に挿嵌する基台側の検査用駆動軸の回転方向と同じ方向に設定し、前記極性の利用により外輪部の回転の成分だけを取り他の成分は二つのトルク検出器で補償しながら計測することを特徴とする内輪と外輪を有する回転体のトルク測定装置。
【請求項２】
ベアリング等の内・外輪構成の回転体で、内輪駆動とし外輪測定にする回転体のトルク測定装置において、回転体の内輪部に嵌合した外輪部の外周の対称位置に、夫々突出した作動子を所定の接触圧で直接接触する二つの独立したトルク検出器を配置すると共に、この双方の作動子の電気的極性を内輪部の中心に挿嵌する基台側の検査用駆動軸の回転方向と同じ方向に設定し、且つ前記両トルク検出器自体を基台に設けた対向する案内機構に滑動自在に取付け、両トルク検出器間を適宜の引き合い手段で連結し該両トルク検出器の対向する長手方向への負荷に対し無感とする連動機構の構成とし、前記極性の利用により外輪部の回転の成分だけを取り他の成分は二つのトルク検出器で補償しながら計測することを特徴とする内輪と外輪を有する回転体のトルク測定装置。
【請求項３】
案内機構が、レール構造である請求項２記載の内輪と外輪を有する回転体のトルク測定装置。
【請求項４】
引き合い手段が、スプリングである請求項２記載の内輪と外輪を有する回転体のトルク測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はベアリングなどの極小回転体にあって、ボールの傷や内・外輪部の偏心等の歪みの量を測定する簡易型の内輪と外輪を有する回転体のトルク測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ベアリング等の回転体にあってはその内輪を回すと、該内輪と外輪との間にある抵抗により外輪が回ろうとし、その回転力を測定するトルク測定装置としては、内輪駆動で外輪測定とする測定タイプや外輪駆動で内輪測定とする測定タイプが知られている。例えば、前者の内輪駆動で外輪測定の装置では、基台側に配置した適宜の検査用駆動軸に回転体の内輪部（インナー・レース）を挿嵌し、該内輪部に嵌合構成の固定側となる外輪部（アウター・レース）の外周の片側位置に、公知のトルク検出器をその作動子を所定圧をもって接触させ、ねじりの強さを測るものである。即ち、従来の回転体のトルク測定装置において外輪測定とするタイプでは、一つ（単独）のトルク検出器を外輪部の片側に接触させて偏心分の動き等をも計測するものである。
【０００３】
しかも、今まで知られているベアリングのトルク測定装置は、全体が大型化された装置として提供され且つ高価につくため、その用途も限られ研究所等内にあっての分析や研究資料のデーター作り程度の利用に止どまり、ベアリングの製造工程の一環となる自動機のラインに組込み得るコンパクトな装置に仕上がっていない。このため、ベアリングの製造工程にあってのトルク測定作業としては、別途専用の測定工程を経る必要があり、極めて面倒で且つ非能率的なものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、一般的に多く用いられている片側使用のトルク測定装置では、図８に示す様にトルク検出器ａを、回転体ｂにあって中心に駆動軸ｅを配す内輪部ｃに嵌合の外輪部ｄの外周の片側に適宜接触させ、内輪部ｃの回転に伴って回ろうとする時の外輪部ｄに生ずる微妙な変化を捕えるものである。このタイプでは、該検出器には力の方向と電気的な支持の方向が、片側だけだとどうしても直線的方向となる。例えば、ベアリングが位置的に（＋）の方向に振れれば（＋）側にトルク検出器が振れてしまいトルク以外の成分の補償はなく、且つ偏心の要素も加われば、更にこの回りの影響がグラフに表れるため、片側だけ（１個）のトルク検出器では純粋なトルク量のみを取り出すことはできない。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑み、二つのトルク測定装置を内輪部駆動とする回転体の外輪部の外周の対称位置に配置することで、検出器に発生する力の変化にあって、要らない成分は検出器の中、或いは電気的な処理の中で処理（補償）し回転成分だけを取り出すことが可能となり、上記課題を解決する内輪と外輪を有する回転体のトルク測定装置を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベアリング等の内・外輪構成の回転体で、内輪駆動とし外輪測定にする回転体のトルク測定装置において、回転体の内輪部に嵌合した外輪部の外周の対称位置に、夫々突出した作動子を所定の接触圧で直接接触する二つの独立したトルク検出器を配置すると共に、この双方の作動子の電気的極性を内輪部の中心に挿嵌する基台側の検査用駆動軸の回転方向と同じ方向に設定し、前記極性の利用により外輪部の回転の成分だけを取り、他の成分は二つのトルク検出器で補償しながら計測するものである。
【０００７】
また、ベアリング等の内・外輪構成の回転体で、内輪駆動とし外輪測定にする回転体のトルク測定装置において、回転体の内輪部に嵌合した外輪部の外周の対称位置に、夫々突出した作動子を所定の接触圧で直接接触する二つの独立したトルク検出器を配置すると共に、この双方の作動子の電気的極性を内輪部の中心に挿嵌する基台側の検査用駆動軸の回転方向と同じ方向に設定し、且つ前記両トルク検出器自体を基台に設けた対向する案内機構に滑動自在に取付け、両トルク検出器間を適宜の引き合い手段で連結し、該両トルク検出器の対向する長手方向への負荷に対し無感とする連動機構の構成とし、前記極性の利用により外輪部の回転の成分だけを取り、他の成分は二つのトルク検出器で補償しながら計測するものである。
【０００８】
この場合、案内機構が、レール構造である。
【０００９】
更に、引き合い手段が、スプリングである。
【００１０】
この様に、回転体に対するトルク測定装置は、二つのトルク検出器を、回転体の検査用駆動軸で駆動される内輪部に嵌合の外輪部の外周における対称位置に配置し、その作動子を所定接触圧をもって接触するようにし、且つ双方の検出器の極性を内輪部の回転方向と同じ方向に設定することで（図１参照）、回転体に生ずる偏心や、内輪部と外輪部との間に生ずる所謂遊びがあっても、この２個の検出器の出力を加算し、全体として０値にする補償をもつトルク測定となる。しかも、二つの検出器を対向線上にあって引き合い手段をもって互いに対向方向へ移行自在の連動機構を呈するので（図２参照）、該検出器の長さ方向への負荷に対しては無感であるため、極性の利用によるトルク以外の成分を公知のブリッジ回路等を用い電気的に補償されるので、純粋なトルク量のみを取り出すことができる。
【００１１】
この場合、対向配置の２個のトルク検出器は、基台に設けたレールよりなる案内機構をもって対向方向に摺動自在であり、且つ２個のトルク検出器同志をスプリングよりなる引き合い手段で連結し自由に動くようにしてなるため、ベアリングに偏心要素があったとき、その軸方向の偏心量に応じて双方の該検出器は連動移行し、少なくともベアリングの偏心量に起因する変化を対向する該検出器自体で機械的（検出器の長さ方向への負荷に対しては無感である）に補償されるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内輪と外輪を有する回転体のトルク測定装置を実施例の図に基づいて説明すれば、次の通りである。
【００１３】
図１乃至図７はベアリングの自動組み立て機のラインに組み込まれる小型構成となる回転体のトルク測定装置の実施例を示す。１は所定の基台２の頂部に突出したワーク架台を兼ねる検査用駆動軸３に搬入セットする内輪部４と外輪部５よりなるベアリング構成の回転体であり、前記外輪部５の外周の左右対称位置に一対使用となる独立した２個のトルク検出器６，６を、この作動子６ａ，６ａを適宜の接触圧（例えば、０．５ｇ）をもって接触させる配置としている。この場合、両トルク検出器６，６の作動子６ａ，６ａの電気的な極性は、前記駆動軸３で回される内輪部４の回転方向と同じ方向に設定する。また、所定間隔を隔てた前記両トルク検出器６，６は台座部６ｂ，６ｂを夫々基台２の頂部に突設したレール構造となる案内機構７，７に騎乗載置し対向軸線上に摺動自在とし、且つ両トルク検出器６，６は夫々側部に突出の連結板部８，８の係止ピン８ａ，８ａに差し渡し連結したスプリングからなる引き合い手段９をもって左右（対向方向）に連動移行する連動機構の構成とする。
【００１４】
更に、両トルク検出器６，６は、片側の連結板部８，８の下端部に自在連結片１０ａ，１０ａを介し連結した回動支板１０，１０を配設し、該回動支板１０，１０は基台２の内部に配置したロータリーソレノイド１１，１１に連動させ、前記トルク検出器６，６を案内機構７，７に添って対向移動する摺動機構として構成している。１２は同基台内に配置した検査用駆動軸３に一体の主軸１３の下部に掛けたベルト等の伝達手段１５を介してなるモーターである。
【００１５】
１４は基台２の上面に被せた前記２個のトルク検出器６，６を覆うカバー体で、該カバー体１４の前面側に切り欠いたＵ状のセット用案内溝部１４ａの位置に前記基台２に突出した検査用駆動軸３のみが臨み、該駆動軸３の両側に位置する両トルク検出器６，６は、常時は後退しカバー体１４内に隠れる状態であり、駆動軸３にセットするワークとなる回転体１のロボットアーム等による搬入作業時にトルク検出器側に支障を来さない構造としている。
【００１６】
いまこの作用を説明すると、先ず基台２の上面に突出したワーク架台を兼ねる駆動軸３にベアリングよりなる回転体１をロボットアーム等の搬入手段（図示せず）をもって嵌合セットする。
【００１７】
この後、駆動軸３の左右両側位置に後退してなる２個一対のトルク検出器６，６を、基台内のロータリーソレノイド１１，１１の所定角度の回動に連動して回動支板１０，１０が振られ、この所定角度の振りをトルク検出器側の連結板部８，８の下面に有する該検出器の対向軸線に対し直交状の長溝にガイドされる自在連結片１０ａ，１０ａの滑動で、トルク検出器６，６が案内機構７，７のレール走行をもって左右方向（対向方向）へ転換移行されるため、該検出器６，６の先端の作動子６ａ，６ａが回転体１の外輪部５の外周の対称位置に所定の接触圧（例えば、０、５ｇ）をもって当接する状態になる。
【００１８】
ここにおいて、駆動軸３にセットされた回転体１を所定方向に回転する。即ち、内輪駆動タイプとなる。ここで、トルク検出器６，６の作動子６ａ，６ａの極性が内輪部４の回転方向と同じ方向に設定してなるため（対向する極性は逆となる）、回転体１に生ずる偏心や、内輪部４と外輪部５間の遊び等で生ずる捩じれに起因し純粋なトルク量以外の成分まで検出するところが、前記両極性が逆設定であり、二つの検出器出力を加算した場合、例えば回転体１が（＋）方向に動けば反対側は（−）に振れるから、（＋）と（−）で全体として０値となる。このため、両トルク検出器６，６の検出値を公知のブリッジ回路等を経て電気的な処理を施し、回転の成分だけを取って、その他の成分は二つのセンサーの両トルク検出器６，６で補償しながら計測して行く（要らない成分は検出器の中、或いは電気的な処理のなかで処理をし、欲しい回転力だけをとり出すことが可能になる）。
【００１９】
また、特に回転体１に偏心成分が含まれる場合、該回転体１の外輪部５の外周に両トルク検出器６，６の作動子６ａ，６ａが接触し、その座標は図３に示す様に両極性が（＋）と（−）を取り全体として０値になるが、更に外輪部５が９０°回れば図２に示す様に移動がなされる。このとき、両トルク検出器６，６はスプリングとなる引き合い手段９にて連動機構を構成し軸方向に連動して移行されるため、機械的な補償を得る。勿論、ここでの検出器の長さ方向への負荷に対しては無感である。但し、両トルク検出器６，６間に介在の引き合い手段（スプリング）９の引っ張り圧は、例えば２０ｇ程度で、片側の検出器６に対しては１０ｇ程度の押圧にしている。
【００２０】
【発明の効果】
上述の様に、本発明の内輪駆動で外輪測定とする回転体のトルク測定装置は、駆動軸にセットされる回転体の外輪部の外周の対称位置に二つのトルク検出器を適宜の接触圧をもって接触させる構成を取るため、検出器に発生する力の変化の測定に起因し回転体の回転成分だけを取って、その他の成分は二つのセンサー（トルク検出器）で補償しながら測定がなされる。このとき、二つの検出器の極性を回転方向と同じ方向にしているため、その極性の利用によりトルク以外の成分を補償し、純粋なトルク量のみを取り出すことができる。
【００２１】
また、この両トルク検出器を、駆動軸に対し左右方向に敷設した摺動機構をもって左右側に摺動自在にし、且つ両検出器をスプリング等の引き合い手段をもって連結する連動機構にすることで、特に回転体に大なる偏心成分があって軸方向に変化があっても両検出器は追従（連動移行）するため、この座標点でのトルク以外の成分は機械的に補償されるようになる。
【００２２】
しかも、本発明のトルク測定装置は検査用駆動軸の両側に一対使用となる二つの独立したトルク検出器を配するだけのコンパクト装置にまとまるため、ベアリングの自動組み立て装置のライン組み込みも可能となり、駆動軸にベアリング（回転体）を搬入セットするだけで両トルク検出器が自動的に近接して作動子が接触し所定のトルク測定を行うので、ベアリングの組み立てラインにあって全量検出のトルク検出測定に最適となる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内輪と外輪を有する回転体のトルク測定装置の要部を示す実施例で、二つのトルク検出器を検査用駆動軸の両側に配置し、且つその極性を示す概略説明図である。
【図２】同二つのトルク検出器をスプリング等の引き合い手段をもって連結し、双方を連動移行する説明図である。
【図３】同偏心がある回転体に対する両トルク検出器の極性と捻じれ状態を示す説明図である。
【図４】同回転体のトルク測定装置の要部を示す平面図である。
【図５】同側面図である。
【図６】二つのトルク検出器の連動機構の要部を示す斜視図である。
【図７】同側面図である。
【図８】従来の単一のトルク検出器を回転体の外周に接触させる説明図である。
【符号の説明】
１　　回転体
２　　基台
３　　検査用駆動軸
４　　内輪部
５　　外輪部
６　　トルク検出器
６ａ　　作動子
７　　案内機構
９　　引き合い手段
【図１】
2004125405.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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