(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの両端をチャックに固定し、この固定されたワークの一端に駆動軸を介してワークに軸廻りの力を付与し、この時のワークに生じる捩れ量をトルク変換機で測定するようにしたトルク測定装置において、前記駆動軸とチャックとの間にトルク変換機を配置し、また、駆動軸にチャックを動作せしめる流体源からの作動流体を受ける中間ブロックを設け、この中間ブロックを介してチャックに作動流体を供給するようにしたことを特徴とするトルク測定装置。
【請求項２】
ワークの両端をチャックに固定し、この固定されたワークの一端に駆動軸を介してワークに軸廻りの力を付与し、この時のワークに生じる捩れ量をトルク変換機で測定するようにしたトルク測定装置において、前記駆動軸と反対側のチャックと支持体の間にトルク変換機を配置し、また、前記支持体にチャックを動作せしめる流体源からの作動流体を受ける中間ブロックを設け、この中間ブロックを介してチャックに作動流体を供給するようにしたことを特徴とするトルク測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のトルク測定装置において、前記中間ブロックは、駆動軸と一体的に回転するインナーブロックと駆動軸受け等に固定されるアウターブロックから構成され、アウターブロックには流体源からの配管が接続され、インナーブロックにはアウターブロックからの作動流体が流れる流路が形成されるとともにチャックへの配管が接続されることを特徴とするトルク測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載のトルク測定装置において、前記中間ブロックとチャックとをつなぐ作動流体の配管は、中間ブロックに取付けられる第１配管と、チャックに取付けられる第２配管と、これら第１配管及び第２配管を接続する第３配管から構成され、第１配管または第２配管の一方には軸に直交する方向の貫通孔が形成され、この貫通孔に第３配管の一端が液密的、回動可能且つ摺動可能に挿入され、また第３配管の他端には軸に直交する方向の貫通孔が形成され、この貫通孔を介して第３配管の他端が第１配管または第２配管の他方に対し液密的、回動可能且つ摺動可能に外嵌されることを特徴とするトルク測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばパワーステアリング用トルクセンサのトルクを測定するトルク測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は手動チャックを適用した従来のトルク測定装置の全体図であり、トルク測定装置は、一端側から順に、電動機１００、トルク変換機１０１、駆動軸１０２、手動チャック１０３，１０４、手動チャック１０４を取付けた支持体１０５を配置し、手動チャック１０３，１０４間にパワーステアリング用トルクセンサ等のワークＷを保持し、この状態で電動機１００を駆動し、トルク変換機１０１及び駆動軸１０２を介してワークＷに所定のトルクを与え、そのトルクによってどれだけワークが捩れたかをトルク変換機１０１で電気的に測定するようにしている。
【０００３】
上述した従来のトルク測定装置にあっては、手動チャックを用いているため、ワークの脱着に手間がかかる。そこで、図１０に示すように、手動チャックの代りに、油圧或いはエア圧で作動する自動チャック１０６，１０７を設け、これら自動チャック１０６，１０７に配管１０８，１０９を介して流体源１１０，１１１から作動油やエアを供給することで自動的にワークＷを脱着し得るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のトルク測定装置にあっては、手動式或いは自動式チャックのいずれを用いたものであっても、トルク変換機１０１とワークＷとの間に駆動軸１０２が介在しているため、駆動軸１０２の軸受け抵抗がワークの捩れに加算されてトルク変換されてしまい正確な測定ができない。
【０００５】
また、特に自動式チャックを用いた場合には、流体源１１０から配管１０８を介して自動チャック１０６に作動油（エア）を供給すると、作動油（エア）の供給圧によって配管１０８に張力が発生し、この張力の影響がトルク測定値に現れてしまい正確な測定ができない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、ワークの両端をチャックに固定し、この固定されたワークの一端に駆動軸を介してワークに軸廻りの力を付与し、この時のワークに生じる捩れ量をトルク変換機で測定するようにしたトルク測定装置において、前記駆動軸とチャックとの間にトルク変換機を配置し、また、駆動軸にチャックを動作せしめる流体源からの作動流体を受ける中間ブロックを設け、この中間ブロックを介してチャックに作動流体を供給するようにした。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、ワークの両端をチャックに固定し、この固定されたワークの一端に駆動軸を介してワークに軸廻りの力を付与し、この時のワークに生じる捩れ量をトルク変換機で測定するようにしたトルク測定装置において、前記駆動軸と反対側のチャックと支持体の間にトルク変換機を配置し、また、前記支持体にチャックを動作せしめる流体源からの作動流体を受ける中間ブロックを設け、この中間ブロックを介してチャックに作動流体を供給するようにした。
【０００８】
上記した請求項１または２に示す構成とすることで、電動機の駆動力がトルク変換機を介さずに、直接ワークに伝わるので、正確なトルク測定を行うことができる。
また、流体源からの作動流体を、中間体に一旦入れ、この中間体を介してチャックに送り込むようにしたので、配管の張力による影響をキャンセルできる。
【０００９】
ここで、前記中間ブロックを、駆動軸と一体的に回転するインナーブロックと駆動軸受け等に固定されるアウターブロックから構成し、アウターブロックには流体源からの配管を接続し、インナーブロックにはアウターブロックからの作動流体が流れる流路を形成するとともにチャックへの配管を接続する構成とすれば、駆動軸が１回転以上しても正確な測定が行える。
【００１０】
また、前記中間ブロックとチャックとをつなぐ作動流体の配管を、中間ブロックに取付けられる第１配管と、チャックに取付けられる第２配管と、これら第１配管及び第２配管を接続する第３配管から構成し、第１配管または第２配管の一方には軸に直交する方向の貫通孔が形成され、この貫通孔に第３配管の一端が液密的、回動可能且つ摺動可能に挿入され、また第３配管の他端には軸に直交する方向の貫通孔が形成され、この貫通孔を介して第３配管の他端を第１配管または第２配管の他方に対し液密的、回動可能且つ摺動可能に外嵌することで、油圧（エア圧）変動による負荷変動が伝達しない構成とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るトルク測定装置の全体図、図２は図１に示したトルク測定装置のトルク変換機の部分の拡大断面図であり、トルク測定装置は図において左から順に、電動機１、駆動軸２、トルク変換機３、油圧チャック４，５及び油圧チャック５を支持する支持体６を配置している。尚、油圧チャック４，５の代りにエア圧で作動するチャックを用いてもよい。
【００１２】
駆動軸２は軸受７に回転自在に支承され、一端はジョイント８を介して電動機１の軸に結合し、他端はジョイント９を介してトルク変換機３の軸１０に結合し、また駆動軸２には中間ブロック１１を取付け、この中間ブロック１１と油圧源１２とを１次油圧配管（ホースも含む）１３でつなぎ、油圧源１２から供給される作動油が一旦中間ブロック１１の油路（油室）に入るようにしている。
そして、中間ブロック１１と油圧チャック４は２次油圧配管１４でつながっているので、中間ブロック１１の油路（油室）に入った作動油は２次油圧配管１４を介して油圧チャック４に供給される。
【００１３】
このように、本発明にあっては、作動油の供給圧によって１次油圧配管１３に張力が発生するが、この張力は中間ブロック１１の部分においてキャンセルされ、更に２次油圧配管１４はループ状になっているので、２次油圧配管１４内の作動油の圧力変化及び微小角度変化は油圧チャック４までは伝達しない。
【００１４】
尚、油圧チャック５は油圧源１５と油圧配管１６によってつながっているが、床面上に固定された支持体６に取付けられているので、油圧配管１６に作動油を供給しても、張力による影響をワークＷに与えることはない。
【００１５】
また、前記トルク変換機３は、図２に示すように、軸受１７に前記軸１０が回転自在に支持され、この軸１０に歪ゲージ１８が取付けられ、歪ゲージ１８を介してワークＷのトルク量を電気信号に変えて取り出すようにしている。
【００１６】
上記の実施例にあっては、２次油圧配管１４にループを描かせることで、圧力変化及び微小角度変化を油圧チャック４に伝達しないようにしているが、図３（ａ）または（ｂ）に示す如き構造にしてもよい。
【００１７】
即ち、図３（ａ）に示すように、２次油圧配管１４は、中間ブロック１１に取付けられる第１配管１４ａと、チャック４に取付けられる第２配管１４ｂと、これら第１配管１４ａ及び第２配管１４ｂを接続する第３配管１４ｃから構成され、第３配管１４ｃについては、第１配管１４ａに形成した軸に直交する方向の貫通孔１４ａ−１に液密的、回動可能且つ第３配管１４ｃの軸方向に摺動可能に挿入され、また第３配管１４ｃの他端には軸に直交する方向の貫通孔１４ｃ−１が形成され、この貫通孔１４ｃ−１を介して第３配管１４ｃは第２配管１４ｂに対し液密的、回動可能且つ第２配管１４ｂの軸方向に摺動可能に外嵌されている。
【００１８】
また、図３（ｂ）に示すように、第１配管１４ａの上端部にプラグ１４ａ−２を設け、このプラグ１４ａ−２に配管１３を直接接続してもよい。
【００１９】
図３（ａ）または（ｂ）に示す如き構造とすることで、油圧変動による負荷変動が伝達しない構成とすることができる。
尚、第１配管１４ａと第２配管１４ｂを入れ替えても同様の作用効果が得られる。
【００２０】
図４は別実施例に係るトルク測定装置の全体図、図５は図４に示したトルク測定装置の要部拡大断面図であり、この実施例にあっては、前記した設置型のトルク変換機に代えて非設置型のトルク変換機２０を用いている。
【００２１】
非設置型のトルク変換機２０は、鋼製プレート２１をチャック４端面に固着し、この鋼製プレート２１と前記中間ブロック１１との間にスリーブ２２を配置し、このスリーブ２２の外側にクオーツリング２３を設け、更にスリーブ２２内にプリローディングボルト２４を貫通させ、このプリローディングボルト２４を締め付けて鋼製プレート２１と中間ブロック１１との間にスリーブ２２を挟み込むようにしている。
そして、クオーツリング２３は剪断力に感応する数枚の水晶円板からなっており、この水晶円板の結晶軸はリングの接線方向に向いているため、作用したトルクに比例した電荷を発生する。
【００２２】
また、図６は中間ブロックの別実施例を示す図５と同様の図であり、この実施例にあっては、中間ブロック３０を駆動軸２と一体的に回転するインナーブロック３１と、駆動軸受７に固定されるアウターブロック３２で構成し、アウターブロック３２には流体源からの１次油圧配管１３が接続され、インナーブロック３１にはアウターブロックからの作動流体が流れる流路３３が形成され、この流路３３とチャック４とが２次油圧配管１４で接続されている。
このような構成とすることで、２次油圧配管１４の角度が変わらないので、駆動軸２の回転角が大きくなっても正確な測定ができる。
【００２３】
図７及び図８は別実施例に係るトルク測定装置の全体図であり、図７に示す実施例にあっては、中間ブロックを設けずに、駆動側チャック４及び固定側チャック５の夫々に配管１３，１６を介して油圧源１２，１５から直接作動油を送り込むようにしているが、固定側チャック５と支持体６との間に設置型のトルク変換機３を配置することで、ある程度正確なトルク測定ができるようにしている。
即ち、固定側チャック５の回転角は駆動側チャックの回転角に比べて小さいので、測定誤差は小さくなる。
【００２４】
図８に示す実施例は、支持体６に中間ブロック１１を設け、この中間ブロック１１と固定側チャック５の間に非設置型のトルク変換機３を配置し、また、油圧源１５と中間ブロック１１を１次油圧配管４１で接続し、中間ブロック１１と固定側チャック５を２次油圧配管４２で接続している。
斯かる構成とすることで、前記同様、配管に生じる張力をキャンセルして正確なトルク値を測定することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明に係るトルク測定装置によれば、ワークに電動機の駆動力を伝達する駆動軸の軸受けの抵抗を、トルク検出機で検出しない構成としたので、正確なトルク値を測定することができる。
また、中間ブロックを設け、この中間ブロックを中継して油圧源（流体源）から作動油をチャックに送り込むようにすれば、配管に生じる張力をキャンセルすることができ、正確なトルク値を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトルク測定装置の全体図
【図２】図１に示したトルク測定装置のトルク変換機の部分の拡大断面図
【図３】（ａ）及び（ｂ）は駆動軸とチャック間の配管の別実施例を示す図
【図４】別実施例に係るトルク測定装置の全体図
【図５】図４に示したトルク測定装置の要部拡大断面図
【図６】中間ブロックの別実施例を示す図５と同様の図
【図７】別実施例に係るトルク測定装置の全体図
【図８】別実施例に係るトルク測定装置の全体図
【図９】従来のトルク測定装置の全体図
【図１０】従来のトルク測定装置の全体図
【符号の説明】
１…電動機、２…駆動軸、３…設置型のトルク変換機、４…駆動側油圧チャック、５…固定側油圧チャック、６…支持体、７…軸受、８，９…ジョイント、１０…トルク変換機の軸、１１，３０…中間ブロック、１２，１５…油圧源、１３，４１…１次油圧配管、１４，４２…２次油圧配管、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…２次油圧配管を構成する第１，第２及び第３の配管、１６…油圧配管、１７…トルク変換機の軸、１８…歪ゲージ、２０…非設置型のトルク変換機、２１…鋼製プレート、２２…スリーブ、２３…クオーツリング、２４…プリローディングボルト、３１…中間ブロックを構成するインナーブロック、３２…中間ブロックを構成するアウターブロック、３３…流路、Ｗ…ワーク。
【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】
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【図６】
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【図７】
0003897073.tif 000008
【図８】
0003897073.tif 000009
【図９】
0003897073.tif 000010
【図１０】
0003897073.tif 000011