(57)【要約】【課題】試験装置を大型化することなく、簡単に大きなトルクをトルクセンサに印加することができる試験装置を提供する。【解決手段】本発明の一形態に係る試験装置は、トルクセンサ９の試験装置であって、トルクセンサ９を固定する固定手段５と、トルクセンサ９にトルクを印加するアーム６と、アーム６に連結され、錘１０の荷重を増幅し、偶力としてアーム６に伝える梃子手段（第１の梃子部７、第２の梃子部８）と、を備える。このとき、アーム６及び梃子手段（第１の梃子部７、第２の梃子部８）は、トルクセンサ９の中心を通る鉛直線Ｌ１を中心として対称に配置されていることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクセンサの試験装置であって、
前記トルクセンサを固定する固定手段と、
前記トルクセンサにトルクを印加するアームと、
前記アームに連結され、錘の荷重を増幅し、偶力として前記アームに伝える梃子手段と、
を備える試験装置。
【請求項２】
前記アーム及び前記梃子手段は、前記トルクセンサの中心を通る鉛直線を中心として対称に配置されている請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
前記アームの鉛直下方領域に前記梃子手段が配置されている請求項１又は２に記載の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験装置に関し、特にトルクセンサの試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なトルクセンサの試験装置は、例えば特許文献１に開示されているように、トルクセンサにアームを連結し、当該アームの端部に錘を吊り下げることで、トルクセンサにトルクを印加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３１８８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された試験装置は、片側からの荷重の印加のため、トルク以外の力がセンサに加わる。また、大きなトルクをトルクセンサに印加するためには、錘を重くするか、アームの長さを長くする必要がある。そのため、トルクセンサの試験が煩雑になったり、試験装置の大型化を招いたりする。
【０００５】
本発明の目的は、このような問題を解決するためになされたものであり、試験装置を大型化することなく、簡単に大きなトルクを、トルク以外の力が発生せずに、トルクセンサに印加することができる試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る試験装置は、トルクセンサの試験装置であって、前記トルクセンサを固定する固定手段と、前記トルクセンサにトルクを印加するアームと、前記アームに連結され、錘の荷重を増幅し、偶力として前記アームに伝える梃子手段と、を備える。
【０００７】
上記試験装置において、前記アーム及び前記梃子手段は、前記トルクセンサの中心を通る鉛直線を中心として対称に配置されていること、が好ましい。
【０００８】
上記試験装置において、前記アームの鉛直下方領域に前記梃子手段が配置されていること、が好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
以上、説明したように、本発明によると、試験装置を大型化することなく、簡単に大きなトルクをトルクセンサに印加することができる試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る試験装置を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る試験装置における、メインアーム周辺を部分的に示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る試験装置における、メインアーム周辺及び第１並びに第２の梃子部を部分的に示す正面図である。
【図４】図３のIV−IV断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る試験装置における、支持部、伝達部、固定部、メインアーム、トルクセンサの構造図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る試験装置で試験されるトルクセンサの一例を示す図である。
【図７】本発明の実施例に係る試験装置を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。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。なお、トルクセンサにおいては、図６の構造をもつものに限定されない。
【００１２】
本実施の形態の試験装置は、図１乃至図４に示すように、固定フレーム１、支持部２、吊り下げ部３、伝達部４、固定部５、メインアーム６、第１の梃子部７、第２の梃子部８を備えている。
【００１３】
固定フレーム１には、図１及び図４に示すように、試験装置を構成する支持部２、吊り下げ部３、伝達部４、固定部５、メインアーム６、第１及び第２の梃子部７、８が搭載されている。本実施の形態の固定フレーム１は、４本の脚部１１を備えている。隣接する脚部１１と１１とは、補強材１２によって連結されている。脚部１１の上端部には、天板１３が配置されている。
【００１４】
天板１３の上面には、図１乃至図４に示すように、支持部２が固定されている。また、天板１３の上面には、第１の梃子部７が固定されている。一方、天板１３の下面には、図４に示すように、第２の梃子部８を吊り下げ支持するための吊り下げ部３が固定されている。なお、支持部２、第１及び第２の梃子部７、８等の配置関係については後述する。
脚部１１の下端部には、天板１３が水平となるように、調整部１４が設けられている。
【００１５】
支持部２は、図３乃至図５に示すように、伝達部４、固定部５及びメインアーム６を支持する。支持部２には、図４及び図５に示すように、切り欠き部２１が形成されている。切り欠き部２１は、左右方向に貫通するように形成されており、上方に向かって開口部２１ａを有する。そして、支持部２には、当該切り欠き部２１を挟んで前後方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。切り欠き部２１内にメインアーム６が配置され、貫通孔２２にメインアーム６における長手方向の中間部が伝達部４によって回転可能に支持されている。支持部２の後側面に固定部５をボルト接合するためのネジ孔（図示を省略）が形成されている。
【００１６】
吊り下げ部３は、図３及び図４に示すように、固定フレーム１の天板１３の下面に固定されている。吊り下げ部３には、第２の梃子部８の梃子アーム８１が回転可能に連結されている。本実施の形態の吊り下げ部３には、第２の梃子部８の梃子アーム８１における長手方向の中間部が回転可能に連結されている。
【００１７】
詳細には、吊り下げ部３には、図４に示すように、切り欠き部３１が形成されている。切り欠き部３１は、左右方向に貫通するように形成されており、下方に向かって開口部３１ａを有する。そして、吊り下げ部３には、当該切り欠き部３１を前後方向に貫通する貫通孔３２が形成されている。切り欠き部３１内に第２の梃子部８の梃子アーム８１が配置され、貫通孔３２に梃子アーム８１における長手方向の中間部が軸３３及び軸受３４によって回転可能に支持されている。このとき、図３に示すように、第２の梃子部８の梃子アーム８１の回転中心Ｏ１は、メインアーム６の回転中心Ｏ２を通る鉛直線Ｌ１上に配置される。
【００１８】
伝達部４は、図４及び図５に示すように、メインアーム６の回転をトルクセンサ９に伝達する。トルクセンサ９は、印加されるトルクに応じて、電気的信号を出力するものとする。例えば、トルクセンサ９は、図６に示すように、起歪体９１、歪みセンサ９２を備えている。起歪体９１は、第１の構造体９１１、第２の構造体９１２、第１の構造体９１１と第２の構造体９１２とを連結し、歪みセンサ９２が設けられる起歪部９１３を備えている。このような構成のトルクセンサ９は、例えば第１の構造体９１１又は第２の構造体９１２にトルクが印加されると、第１の構造体９１１と第２の構造体９１２とが相対的に変形して起歪部９１３に歪みが生じ、この歪みを歪みセンサ９２で検出し、検出した歪みに基づいてトルクセンサ９に印加されたトルクを算出する。
【００１９】
伝達部４は、図５に示すように、位置決めピン４１、第１の軸受４２、第２の軸受４３、第３の軸受４４、固定冶具４５を備えている。位置決めピン４１は、フランジ４１１、軸４１２を備えている。フランジ４１１は、第１の軸受４２の内径と略等しい外径を有する。また、フランジ４１１は、第１の軸受４２の厚みと略等しい高さを有する。フランジ４１１には、メインアーム６における長手方向の中間部に形成されたボルト孔６１と対応するように、複数のボルト孔４１１ａが形成されている。
【００２０】
軸４１２は、フランジ４１１の中央から突出している。軸４１２は、メインアーム６における長手方向の中間部に形成された貫通孔６２及び固定冶具４５における軸４５２の嵌合孔４５２ｂに嵌め込まれている。軸４１２は、メインアーム６の当該貫通孔６２及び当該嵌合孔４５２ｂの内径と略等しい外径を有する。
【００２１】
第１の軸受４２は、支持部２におけるメインアーム６を挟んで一方の貫通孔２２に嵌め込まれている。第１の軸受４２の内部には、位置決めピン４１が嵌め込まれている。
【００２２】
第２及び第３の軸受４３、４４は、支持部２におけるメインアーム６を挟んで他方の貫通孔２２に嵌め込まれている。第２及び第３の軸受４３、４４の内部には、固定冶具４５が嵌め込まれている。
【００２３】
固定冶具４５は、フランジ４５１、軸４５２を備えている。フランジ４５１は、トルクセンサ９の第１の構造体９１１に連結される。詳細には、フランジ４５１には、トルクセンサ９の第１の構造体９１１に形成されたボルト孔９１１ａと対応するように、複数のネジ孔４５１ａが形成されている。トルクセンサ９の第１の構造体９１１のボルト孔９１１ａに通されたボルト（図示を省略）が、フランジ４５１のネジ孔４５１ａに捻じ込まれることで、トルクセンサ９の第１の構造体９１１が固定冶具４５に連結される。
【００２４】
軸４５２は、フランジ４５１の中央から突出している。軸４５２は、第２及び第３の軸受４３、４４に嵌め込まれている。軸４５２は、第２及び第３の軸受４３、４４の内径と略等しい外径を有する。また、軸４５２は、重ね合わせた第２及び第３の軸受４３、４４の厚みと略等しい長さを有する。さらに軸４５２の先端部には、メインアーム６のボルト孔６１、及び位置決めピン４１のフランジ４１１のボルト孔４１１ａと対応するように、ネジ孔４５２ａが形成されている。また、軸４５２の先端部には、位置決めピン４１の軸４１２が嵌め込まれる嵌合孔４５２ｂが形成されている。
【００２５】
つまり、位置決めピン４１の軸４１２をメインアーム６の貫通孔６２及び固定冶具４５の嵌合孔４５２ｂに通して位置定めし、位置決めピン４１のボルト孔４１１ａと、メインアーム６のボルト孔６１と、に通されたボルト（図示を省略）が、固定冶具４５のネジ孔４５２ａに捻じ込まれることで、メインアーム６が支持部２に回転可能に連結されている。そして、トルクセンサ９の第１の構造体９１１のボルト孔９１１ａに通されたボルト（図示を省略）が、固定冶具４５のネジ孔４５１ａに捻じ込まれることで、トルクセンサ９が伝達部４を介してメインアーム６に連結されている。このとき、位置決めピン４１の軸４１２の中心と、メインアーム６の貫通孔６２の中心と、固定冶具４５の軸４５２の中心と、トルクセンサ９の中心とは、同一線上に配置される。つまり、正面から見ると、メインアーム６の回転中心Ｏ２とトルクセンサ９の回転中心とは一致する。ちなみに、本実施の形態では、第１乃至３の軸受４２、４３、４４によって、メインアーム６が挟み込まれているので、メインアーム６が矢印Ａ方向に回転することを防ぐことができる。
【００２６】
固定部５は、図５に示すように、固定冶具５１、連結片５２を備えている。固定冶具５１は、トルクセンサ９の第２の構造体９１２に連結される。詳細には、固定冶具５１には、トルクセンサ９の第２の構造体９１２に形成されたネジ孔９１２ａと対応するように、複数のボルト孔５１１が形成されている。固定冶具５１のボルト孔５１１に通されたボルト（図示を省略）がトルクセンサ９の第２の構造体９１２のネジ孔９１２ａに捻じ込まれることで、トルクセンサ９の第２の構造体９１２が固定冶具５１に連結される。
【００２７】
また、固定冶具５１には、連結片５２に形成されたボルト孔５２１と対応するように、複数のネジ孔５１２が形成されている。連結片５２のボルト孔５２１に通されたボルト(図示を省略)が固定冶具５１のネジ孔５１２に捻じ込まれることで、固定冶具５１が連結片５２に連結されている。
【００２８】
固定冶具５１におけるトルクセンサ９と連結された側と逆側の面（本実施の形態では後側面）には、突出片５１３が形成されている。突出片５１３は、連結片５２に形成された嵌合孔５２２に嵌め込まれている。これにより、トルクセンサ９の第２の構造体９１２の回転を防ぐことができる。
【００２９】
連結片５２は、左右方向から見ると、コの字形状に形成されている。連結片５２における上下方向に延在する部分に、ボルト孔５２１及び嵌合孔５２２が形成されている。連結片５２における前後方向に延在する部分の先端部には、ボルト孔５２３が形成されている。連結片５２のボルト孔５２３に通されたボルト（図示を省略）が、支持部２における後側面に形成されたネジ孔に捻じ込まれることで、支持部２に連結片５２が連結されている。これにより、トルクセンサ９の第２の構造体９１２を、固定部５を介して支持部２に連結することができる。
【００３０】
メインアーム６は、第１及び第２の梃子部７、８から伝達される荷重に基づくトルクをトルクセンサ９に印加する。メインアーム６における長手方向の中間部は、上述のように支持部２に回転可能に連結されている。メインアーム６の両端部は、図１及び図３に示すように、それぞれ第１の梃子部７が連結されている。ちなみに、メインアーム６は、例えばトルクセンサ９と連結され、未だに第１の梃子部７から荷重が伝達されていない状態で、左右方向に水平に配置される。
【００３１】
第１の梃子部７は、図３に示すように、例えばメインアーム６が左右方向に水平に配置された状態で、トルクセンサ９の中心を通る鉛直線Ｌ１を中心に左右対称に配置されている。第１の梃子部７は、梃子アーム７１、支点片７２、第１及び第２の連結リンク７３、７４を備えている。梃子アーム７１の一方の端部は、第１の連結リンク７３を介してメインアーム６の端部に回転可能に連結されている。梃子アーム７１の他方の端部は、天板１３に形成された孔（図示を省略）に通された第２の連結リンク７４を介して第２の梃子部８の梃子アーム８１に回転可能に連結されている。梃子アーム７１における両端部の間の位置は、固定フレーム１の天板１３に固定された支点片７２に回転可能に連結されている。ちなみに、梃子アーム７１は、例えばメインアーム６が左右方向に水平に配置された状態で、同様に左右方向に水平に配置される。
【００３２】
第２の梃子部８は、例えばメインアーム６が左右方向に水平に配置された状態で、トルクセンサ９の中心を通る鉛直線Ｌ１を中心に左右対称に配置されている。第２の梃子部８は、梃子アーム８１を備えている。梃子アーム８１における長手方向の中間部は、上述したように吊り下げ部３に回転可能に連結されている。梃子アーム８１の左右両端部には、錘１０を吊り下げるための吊り下げ具１０１の上端部が回転可能に連結されている。梃子アーム８１における端部と吊り下げ部３との連結部との間の位置は、第１の梃子部７の第２の連結リンク７４を介して第１の梃子部７の梃子アーム７１の他方の端部に回転可能に連結されている。ちなみに、梃子アーム８１は、例えばメインアーム６が左右方向に水平に配置された状態で、同様に左右方向に水平に配置される。
【００３３】
このような構成の試験装置は、例えば図３に示すように、右側の吊り下げ具１０１に錘１０を吊り下げると、第２の梃子部８の梃子アーム８１は、吊り下げ部３との連結部を支点として、右側の第１の梃子部７の梃子アーム７１の他方の端部に、下側に向かって荷重を印加する。その一方で、第２の梃子部８の梃子アーム８１は、同じく吊り下げ部３との連結部を支点として、左側の第１の梃子部７の梃子アーム７１の他方の端部に、上側に向かって荷重を印加する。このとき、梃子の原理により錘１０の荷重は増幅されて、左右に分配される。
【００３４】
そして、右側の第１の梃子部７の梃子アーム７１は、支点片７２を支点として、メインアーム６の右側の端部に、上側に向かって荷重を印加する。その一方で、左側の第１の梃子部７の梃子アーム７１は、支点片７２を支点として、メインアーム６の左側の端部に、下側に向かって荷重を印加する。このとき、梃子の原理により第２の梃子部８によって増幅された荷重はさらに増幅される。
【００３５】
これにより、メインアーム６は時計回りに回転し、伝達部４を介してトルクセンサ９の第１の構造体９１１に時計回りのトルクが印加される。印加されるトルクの値は、メインアーム６にかかる荷重と、メインアーム６の中心からの距離と、に基づいて換算する。この印加トルクに対する、トルクセンサ９からの電気信号出力により、トルクセンサ９の特性を評価する。
【００３６】
このように、錘１０の荷重は第１及び第２の梃子部７、８で増幅されるので、メインアーム６を介してトルクセンサ９の第１の構造体９１１に大きなトルクを印加することができる。そのため、従来の試験装置のように、トルクセンサ９に大きなトルクを印加するために、重い錘を用意する必要がなく、トルクセンサ９に大きなトルクを簡単に印加することができる。また、トルクセンサ９に大きなトルクを印加するために、メインアーム６を長くする必要がなく、試験装置の小型化に寄与する。例えば、試験装置の小型化を実現することにより、試験装置を恒温槽内に設置することが可能になり、多様な条件下でトルクセンサ９の試験を実施することができる。
【００３７】
しかも、本実施の形態の試験装置は、左右対称の構成としているため、純粋に偶力のみをトルクセンサ９に作用させることができ、トルクセンサ９の試験精度を向上させることができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態の試験装置は、平面的に見て、メインアーム６の下に第１及び第２の梃子部７、８が配置されているので、前後方向の幅寸法が薄く、コンパクトな構成とすることができる。
【００３９】
以上、本発明に係る試験装置の実施の形態を説明したが、上記に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
【００４０】
例えば、上記実施の形態の試験装置は、左右対称の構成としているが、少なくとも右側又は左側の構成を備えていれば良い。
【００４１】
例えば、上記実施の形態の試験装置は、左右対称の構成としているが、梃子部の力点、作用点、支点の位置等が左右対称であれば良い。
【００４２】
例えば、上記実施の形態の試験装置は、第１及び第２の梃子部７、８を備えているが、梃子部の数は特に限定されない。
【００４３】
例えば、上記実施の形態の試験装置は、トルクセンサ９の第１の構造体９１１にトルクを印加し、第２の構造体９１２を固定しているが、逆の構成でも良い。
【００４４】
例えば、上記実施の形態では、トルクセンサ９に時計回りのトルクを印加しているが、錘１０を左側に配置し、トルクセンサ９に反時計回りのトルクを印加しても良い。
【００４５】
＜実施例＞
上述した構成の試験装置の実施例を説明する。上述した構成の試験装置は、図７に示すように模式化することができる。ここで、支点Ａは、第２の梃子部８の梃子アーム８１と吊り下げ部３との連結部である。支点Ｂは、第１の梃子部７の梃子アーム７１と支点片７２との連結部である。支点Ｃは、支持部２とメインアーム６との連結部である。
【００４６】
錘１０の荷重Ｗ（Ｎ）は、支点Ａとの距離比で１２５／５０倍される。１２５／５０倍された荷重は、第２の梃子部８の梃子アーム８１で左右に分配され、それぞれ第１の梃子部７の梃子アーム７１にＷ１（Ｎ）が印加される（第一の増幅）。
【００４７】
そして、第１の梃子部７の梃子アーム７１では、Ｗ１（Ｎ）を受け、支点Ｂとの距離比によりＷ１（Ｎ）が１２０／３０倍され、Ｗ２（Ｎ）がメインアーム６に印加される（第二の増幅）。
【００４８】
つまり、Ｗ１＝（（１２５／５０）×Ｗ）／２
Ｗ２＝（１２０／３０）×Ｗ１
＝（１２０／３０）×（（１２５／５０）×Ｗ）／２
＝５Ｗ（Ｎ）
【００４９】
メインアーム６の両端に逆方向に５Ｗ（Ｎ）ずつ荷重が印加されるため、
５Ｗ（Ｎ）×２＝１０Ｗ（Ｎ）
となり、図７の例では、Ｗ（Ｎ）の１０倍の荷重をメインアーム６に印加することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  固定フレーム、１１  脚部、１２  補強材、１３  天板、１４  調整部
２  支持部、２１  切り欠き部、２１ａ  開口部、２２  貫通孔
３  吊り下げ部、３１  切り欠き部、３１ａ  開口部、３２  貫通孔、３３  軸、３４  軸受
４  伝達部
４１  位置決めピン、４１１  フランジ、４１１ａ  ボルト孔、４１２  軸
４２  第１の軸受
４３  第２の軸受
４４  第３の軸受
４５  固定冶具
４５１  フランジ、４５１ａ  ネジ孔
４５２  軸、４５２ａ  ネジ孔、４５２ｂ  嵌合孔
５  固定部
５１  固定冶具、５１１  ボルト孔、５１２  ボルト孔、５１３  突出片
５２  連結片、５２１  ネジ孔、５２２  嵌合孔、５２３  ボルト孔
６  メインアーム、６１  ボルト孔、６２  貫通孔
７  第１の梃子部、７１  梃子アーム、７２  支点片、７３  第１の連結リンク、７４  第２の連結リンク
８  第２の梃子部、８１    梃子アーム
９  トルクセンサ
９１  起歪体
９１１  第１の構造体、９１１ａ  ボルト孔
９１２  第２の構造体、９１２ａ  ネジ孔
９１３  起歪部
９２  歪みセンサ
１０  錘
１０１  吊り下げ具
【図１】
2013108839.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013108839.tif 000005
【図４】
2013108839.tif 000006
【図５】
2013108839.tif 000007
【図６】
2013108839.tif 000008
【図７】
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