(57)【要約】【課題】初期設定時の機械的な調整が不要で、しかも簡単な機構でありながら、安定したトルク検出が可能なトルク検出装置を提供する。【解決手段】トルク検出装置１は、互いに回転可能な外輪２と内輪３とを有し、これら外輪２と内輪３間に作用するトルクを検出する。外輪２と内輪３とを直接または間接に連結し外輪２と内輪３との回転変位に応じて変形する弾性部材４を有する。角度センサ４０が、外輪２と内輪３との回転角を検出する。トルク算出手段１０が、角度センサ４０の検出値からトルクを算出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに回転可能な外輪と内輪とを有し、これら外輪と内輪間に作用するトルクを検出するトルク検出装置であって、
前記外輪と前記内輪とを直接または間接に連結し前記外輪と前記内輪との回転変位に応じて変形する弾性部材と、前記外輪と前記内輪との回転角を検出する角度センサと、この角度センサの検出値から前記トルクを算出するトルク算出手段とを備えることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトルク検出装置において、前記角度センサは、前記外輪および前記内輪のいずれか一方に設けられ磁極が円周方向に並ぶ磁気エンコーダと、前記外輪および前記内輪のいずれか他方に設けられ前記磁気エンコーダの磁界を検出する磁気センサとを有するトルク検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載のトルク検出装置において、前記磁気エンコーダは、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁された磁気エンコーダトラックを少なくとも１列有し、
前記角度センサは、前記磁気エンコーダと前記磁気センサとの回転変位により前記磁気センサが出力する磁気信号から、前記磁気エンコーダトラックのＮ極とＳ極の１極対の角度を電気的に逓倍した高分解能のパルス信号を生成する逓倍回路と、この逓倍回路で生成されたパルス信号をカウントしそのカウントした角度情報を前記トルク算出手段へ送るカウンタとを有するトルク検出装置。
【請求項４】
請求項２に記載のトルク検出装置において、前記磁気エンコーダは、互いに異なる着磁極対数でそれぞれＮ極とＳ極とが交互に着磁された複列の磁気エンコーダトラックを有し、かつ前記磁気センサは、前記複列の磁気エンコーダトラックの磁界をそれぞれ検出する複数の検出部を有し、
前記角度センサは、前記磁気エンコーダと前記磁気センサとの回転変位により前記磁気センサの前記複数の検出部がそれぞれ出力する磁気信号の位相差を検出する位相差検出部と、この位相差検出部で検出された位相差に基づき前記回転変位の絶対角を算出する絶対角算出部と、この絶対角算出部の絶対角情報を前記トルク算出手段へ送る送信部とを有するトルク検出装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のトルク検出装置において、前記磁気エンコーダの角度検出可能な範囲が円周の一部であるトルク検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のトルク検出装置において、前記外輪および前記内輪はそれぞれ軸受の外輪および内輪であり、前記軸受に前記角度センサが一体に設けられ、これら軸受と角度センサとで角度センサ付き軸受を構成するトルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シャフトに負荷されたトルクを検出するために用いるトルク検出装置に関し、特に産業ロボットの関節等に負荷されるトルクを検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、産業用ロボットの関節部に負荷されるトルクを検出するトルク検出装置が開示されている。このトルク検出装置は、外輪と内輪とが弾性を有する複数のはりで連結されており、内輪から外輪側に直径上に張出して配置された一対の内輪張出片と外輪との間に生じる変位量を２個の変位センサでそれぞれ測定し、その測定された２つの変位量から内外輪に作用する軸トルクを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３１３６８１６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に開示されているトルク検出装置は、一対の内輪張出片と外輪との間に生じる変位量を２個の変位センサでそれぞれ測定するため、初期設定での一対の内輪張出片と外輪との機械的な隙間調整が難しい。また、特許文献１には、２個の変位センサの値からトルクを算出する手法についての記載はないが、２個の変位センサの値から外輪と内輪との回転変位量を推定する等の処理が必要であり、処理回路が煩雑になると考えられる。
【０００５】
この発明の目的は、初期設定時の機械的な調整が不要で、しかも簡単な機構でありながら、安定したトルク検出が可能なトルク検出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】
この発明のトルク検出装置は、互いに回転可能な外輪と内輪とを有し、これら外輪と内輪間に作用するトルクを検出するトルク検出装置であって、前記外輪と前記内輪とを直接または間接に連結し前記外輪と前記内輪との回転変位に応じて変形する弾性部材と、前記外輪と前記内輪との回転角を検出する角度センサと、この角度センサの検出値から前記トルクを算出するトルク算出手段１０とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、外輪と内輪間にトルクが印加されると、外輪と内輪とを連結する弾性部材が変形し、外輪と内輪間に回転変位が発生する。この回転変位の角度を角度センサで検出し、その検出値からトルク算出手段１０がトルクを算出する。このように、外輪と内輪間の回転変位を直接検出するため、従来のように２個の変位センサの値を外輪と内輪との回転変位量を推定する等の処理が不要であり、処理回路を簡略にできる。また、外輪と内輪間の微小な回転変位を測定してからトルクに換算するため、角度センサ装着後の機械的な調整が不要である。
【０００８】
この発明において、前記角度センサが、前記外輪および前記内輪のいずれか一方に設けられ磁極が円周方向に並ぶ磁気エンコーダと、前記外輪および前記内輪のいずれか他方に設けられ前記磁気エンコーダの磁界を検出する磁気センサとを有する構成であっても良い。
角度センサが磁気エンコーダと磁気センサとを有する構成であると、回転変位の角度情報がデジタル値で検出されるため、アナログ信号のような出力オフセットがなく、安定したトルク出力が可能である。
【０００９】
角度センサが磁気エンコーダと磁気センサとを有する構成である場合、前記磁気エンコーダが、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁された磁気エンコーダトラックを少なくとも１列有し、
前記角度センサが、前記磁気エンコーダと前記磁気センサとの回転変位により前記磁気センサが出力する磁気信号から、前記磁気エンコーダトラックのＮ極とＳ極の１極対の角度を電気的に逓倍した高分解能のパルス信号を生成する逓倍回路６１と、この逓倍回路６１で生成されたパルス信号をカウントしそのカウントした角度情報を前記トルク算出手段１０へ送るカウンタ６２とを有していても良い。
この構成であると、外輪と内輪との回転角を高分解能で検出できるため、外輪と内輪との間に作用するトルクを正確に検出できる。
【００１０】
また、角度センサが磁気エンコーダと磁気センサとを有する構成である場合、前記磁気エンコーダが、互いに異なる着磁極対数でそれぞれＮ極とＳ極とが交互に着磁された複列の磁気エンコーダトラックを有し、かつ前記磁気センサが、前記複列の磁気エンコーダトラックの磁界をそれぞれ検出する複数の検出部を有し、
前記角度センサが、前記磁気エンコーダと前記磁気センサとの回転変位により前記磁気センサの前記複数の検出部がそれぞれ出力する磁気信号の位相差を検出する位相差検出部５１と、この位相差検出部５１で検出された位相差に基づき前記回転変位の絶対角を算出する絶対角算出部５２と、この絶対角算出部５２の絶対角情報を前記トルク算出手段１０へ送る送信部５４とを有していても良い。
この構成であると、着磁極対数が異なる複列の磁気エンコーダトラックと磁気センサの複数の検出部とが相対回転することで、複数の検出部の検出信号間に位相のずれが発生する。この位相差を位相差検出部５１で検出し、その位相差に基づいて絶対角算出部５２により外輪と内輪との回転変位の絶対角を算出する。算出された絶対角情報は、送信部５４によりトルク算出手段１０へ送られる。外輪と内輪との絶対角をトルクに換算するため、正確なトルクが得られる。
【００１１】
この発明において、前記磁気エンコーダの角度検出可能な範囲が円周の一部であっても良い。
外輪と内輪とは弾性部材で連結され、互いに微小回転しかしないので、磁気エンコーダの角度検出可能な範囲が円周の一部であっても問題ない。
【００１２】
この発明において、前記外輪および前記内輪はそれぞれ軸受の外輪および内輪であり、前記軸受に前記角度センサが一体に設けられ、これら軸受と角度センサとで角度センサ付き軸受を構成していても良い。
これにより、既存の角度付き軸を使用してトルク検出装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のトルク検出装置は、互いに回転可能な外輪と内輪とを有し、これら外輪と内輪間に作用するトルクを検出するトルク検出装置であって、前記外輪と前記内輪とを直接または間接に連結し前記外輪と前記内輪との回転変位に応じて変形する弾性部材と、前記外輪と前記内輪との回転角を検出する角度センサと、この角度センサの検出値から前記トルクを算出するトルク算出手段とを備えるため、初期設定時の機械的な調整が不要で、しかも簡単な機構でありながら、安定したトルク検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施形態にかかるトルク検出装置の機構部の軸心を通る平面で破断した断面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】同トルク検出装置の磁気エンコーダの着磁パターンを示す図であり、図１のIII−III断面から見た状態を示す。
【図４】同トルク検出装置の角度センサの構成を示すである。
【図５】同磁気エンコーダトラックの着磁パターンと磁気センサが出力する磁気信号との関係を示す図である。
【図６】同トルク検出装置のトルク算出手段のブロック図である。
【図７】この発明の異なる実施形態にかかるトルク検出装置の機構部の軸心を通る平面で破断した断面図である。
【図８】図７のVIII−VIII断面図である。
【図９】同トルク検出装置の磁気エンコーダの各磁気エンコーダトラックの着磁パターンを示す図であり、図７のIX−IX断面から見た状態を示す。
【図１０】この発明のさらに異なる実施形態にかかるトルク検出装置の機構部の軸心を通る平面で破断した断面図である。
【図１１】図１０のXI矢視図である。
【図１２】この発明のさらに異なる実施形態にかかるトルク検出装置の機構部の軸心を通る平面で破断した断面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII断面図である。
【図１４】異なる角度センサの磁気エンコーダの着磁パターンを示す図である。
【図１５】図１４の角度センサの構成を示すである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１はこの発明の一実施形態にかかるトルク検出装置の機構部の軸心を通る平面で破断した断面図、図２はそのII−II断面図である。このトルク検出装置１は、機構部１ａと処理回路１ｂとで構成される。処理回路１ｂは、角度算出手段５０とトルク算出手段１０とからなる。これら角度算出手段５０およびトルク算出手段１０は、回路基板上にマイクロコンピュータと電子回路とを実装したものであるか、またはパーソナルコンピュータで構成されている。処理回路１ｂは、機構部１ａに設けられていても良く、あるいは配線で接続された外部に設けられていても良い。処理回路１ｂの詳細については、後で説明する。
【００１６】
機構部１ａは、外輪２と内輪３とを備える。外輪２の内径面２ａと内輪３の外径面３ａとが円周方向に摺動自在に接しており、外輪２と内輪３とは互いに回転可能である。図２に示すように、外輪２と内輪３とは、複数の弾性部材４で連結されている。図の例では、４つの弾性部材４が円周方向に等間隔で配置されている。各弾性部材４の両端は、外輪２の取付溝２ｂと内輪３の取付溝３ｂにそれぞれ挿入されている。外輪２の取付溝２ｂは、外輪２の内径面２ａに形成された切欠き部２ｃの底部にあり、内輪３の取付溝３ｂは、内輪３の外径面３ａに形成された切欠き部３ｃの底部にある。このため、切欠き部２ｃ，３ｃに位置する弾性部材４の中央部は外輪２および内輪３に接しておらず、弾性部材４の変形が邪魔されない。
【００１７】
なお、弾性部材４は、弾性変形可能な（可撓性を有する）部材であれば良く、例えば、板バネやゴム等であっても良い。また、弾性部材４の周方向厚さ、ならびに外輪２の取り付け溝２ｂおよび内輪３の取り付け溝３ｂの周方向の幅は、トルク検出装置１に入力されることが予想されるトルク等に応じて適宜設定される。
【００１８】
図１に示すように、外輪２は軸方向の一方端に内径側へ延びるつば状の肩部２ｄを有し、この肩部２ｄの側面（肩部２ｄの軸方向の端面）に内輪３の一方の端面３ｅが当接している。外輪２の軸方向の他方端には蓋５が取り付けられ、この蓋５の端面５ａが内輪３の段面３ｆを軸方向に押えることで、内輪３が軸方向に抜けないようになっている。外輪２の肩部２ｄの側面と内輪３の端面３ｅ、および蓋５の端面５ａと内輪３の段面３ｆは、外輪２の内径面２ａと内輪３の外径面３ａと同様に、それぞれ互いに摺動可能である。
【００１９】
上記各摺動面には摺動特性の良い滑り材、例えばフッ素樹脂等をコーティングすると良い。また、摺動面に滑り材をコーティングする代わりに、外輪２と内輪３の互いに回転変位する面の間に軸受（図示せず）を介在させても良い。
【００２０】
図１、図２において、外輪２の内径面２ａには、磁気センサ６が設けられている。磁気センサ６は、外輪２の内径面２ａに固定された基板７に実装されている。磁気センサ６は、軸方向に並ぶ２つの検出部６ａ，６ｂ（図１）を有する。
【００２１】
また、内輪３の外径面３ａに形成された凹部３ｄに、前記磁気センサ６と径方向に対峙し、円周方向に延びる磁気エンコーダ８が設けられている。磁気エンコーダ８は、軸方向に並ぶ第１の磁気エンコーダトラック８ａ（図１）と第２の磁気エンコーダトラック８ｂ（図１）とを有する。磁気エンコーダ８は円弧状であり、円周の一部の範囲のみに設けられている。外輪２と内輪３とは弾性部材４で連結され、互いに微小回転しかしないので、磁気エンコーダ８の角度検出可能な範囲が円周の一部であっても問題ない。
【００２２】
磁気センサ６の検出部６ａにより第１の磁気エンコーダトラック８ａの磁界が検出され、磁気センサ６の検出部６ｂにより第２の磁気エンコーダトラック８ｂの磁界が検出される。図４に示すように、磁気センサ６と磁気エンコーダ８とで、角度検出部４０ａが構成される。また、角度検出部４０ａと、処理回路１ｂの角度算出手段５０とで、外輪２と内輪３との回転角を検出する角度センサ４０が構成される。
【００２３】
図１、図２において、内輪３の外径面にはキー９が設けられ、外輪２の内径面２ａには、前記キー９よりも円周方向の幅が広いキー溝２ｅが形成されている。これにより、外輪２に対する内輪３の回転範囲が、キー溝２ｅの円周方向の幅とキー９の円周方向の幅の差の範囲内に制限されている。
【００２４】
図３は、図１のIII−III断面から見た磁気エンコーダ８の各磁気エンコーダトラック８ａ，８ｂの着磁パターンを示している。第１および第２の磁気エンコーダトラック８ａ，８ｂは、それぞれＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。両磁気エンコーダトラック８ａ，８ｂの着磁極数は互いに異なっている。図３の例では、第１の磁気エンコーダトラック８ａの方が第２の磁気エンコーダトラック８ｂよりも着磁極数が多い。例えば、磁気エンコーダ８が３６０度の範囲で存在すると仮定した場合、第１の磁気エンコーダトラック８ａの着磁極数が３２極対とされ、第２の磁気エンコーダトラック８ｂの着磁極数が３１極対とされている。
【００２５】
図４は、角度センサ４０角度算出手段５０の構成を示すブロック図である。角度算出手段回路５０には、磁気センサ６の各検出部６ａ，６ｂが出力する磁気信号（図５（Ａ），（Ｂ）参照）が送られてくる。例えば、前述したように、円周当たりの着磁極数が第１の磁気エンコーダトラック８ａで３２極対、第２の磁気エンコーダトラック８ｂで３１極対である場合、磁気センサ６と磁気エンコーダ８が相対的に回転すると、１回転につき１磁極対分の位相差（図５（Ｃ）参照）が発生する。この位相差を位相差検出部５１で検出し、その位相差に基づいて絶対角算出部５２が回転変位の絶対角を算出する。得られた絶対角情報は、送信部５３によって後述のトルク算出手段１０へ送られる。各検出部６ａ，６ｂが出力する磁気信号を逓倍回路（図示せず）で電気的に逓倍すれば、高分解能の絶対角情報が得られる。
【００２６】
図６はトルク算出手段１０のブロック図である。トルク算出手段１０では、角度センサ４０から送られてきた絶対角情報と、補正テーブル１２に記録されている情報とを元にして、トルク算出部１３で外輪２と内輪３との間に作用するトルクを算出する。なお、補正テーブル１２には外輪２と内輪３の回転角とトルクとの関係が記録されている。トルク算出部１３で算出されたトルク値は、出力部１４を経由して外部に出力される、出力部１４では、ＰＷＭ出力、シリアル通信等から選択した出力仕様で外部に出力する。
【００２７】
例えば、円周当たりの着磁極数が第１の磁気エンコーダトラック８ａで３２極対、第２の磁気エンコーダトラック８ｂで３１極対である場合、磁気センサ６の角度分解能は１６ビットから１８ビット程度得られる。仮に１回転当たり１８ビットの分解能とすれば、外輪２と内輪３の角度差が１度あれば７２８パルス（２１８／３６０）の変化量が得られる。出力信号はデジタル信号であるため、環境変化により出力オフセットが抑制される。
【００２８】
このトルク検出装置１は上記構成であり、以下のように動作する。すなわち、外輪２と内輪３間にトルクが印加されると、外輪２と内輪３とを連結する弾性部材４が変形し、外輪２と内輪３間に回転変位が発生する。この回転変位の角度を角度センサ４０で検出し、その検出値からトルク算出手段１０がトルクを算出する。
【００２９】
つまり、トルク検出装置１は、弾性部材４の撓み量を外輪２と内輪３との絶対角度変化として検出し、その角度をトルクに換算する。外輪２と内輪３の角度変化量と、トルクとの関係は、弾性部材４の剛性によって変わる。角度変化量は一般的に微小であるが、高分解能で絶対角を検出できるため、高精度で温度ドリフトが少ないトルク検出が可能である。
【００３０】
このように、外輪２と内輪３間の回転変位を角度センサ４０で直接検出するため、回転以外の変位からトルクを求める場合のような、回転以外の変位を回転変位に換算する処理が不要であり、処理回路１ｂを簡略にできる。また、外輪２と内輪３間の微小な回転変位を測定してからトルクに換算するため、角度センサ４０を装着した後の機械的な調整が必要である。さらに、この実施形態の場合、外輪２と内輪３との絶対角をトルクに換算するため、正確なトルクが得られる。
【００３１】
この実施形態では、磁気式の角度センサ４０として、１回転の絶対角を検出することが可能な角度センサを用いた例を示したが、９０度または１８０度の回転角範囲を絶対角で検出可能なセンサを用いても良い。例えば、軸倍角が２または４のレゾルバ（２Ｘ、４Ｘがこれに相当する。
【００３２】
図７はこの発明の異なる実施形態にかかるトルク検出装置の機構部の軸心を通る平面で破断した断面図、図８はそのVIII−VIII断面図である。このトルク検出装置１５は、磁気エンコーダ８が磁気センサ６と軸方向に対峙するアキシアルタイプとされている。図９は、図７のIX−IX断面から見た磁気エンコーダ８の各磁気エンコーダトラック８ａ，８ｂの着磁パターンを示す。図の例では、磁気エンコーダ８として円周方向に１周分あるものが設けられているが、図１、図２のものと同様に、磁気エンコーダ８を円周方向の必要な範囲のみに限定した扇形形状としても良い。それ以外は、図１、図２のトルク検出装置１と同じ構成であり、図１、図２のトルク検出装置１と同じ作用および効果が得られる。
【００３３】
図１０はこの発明のさらに異なる実施形態にかかるトルク検出装置の機構部の軸心を通る平面で破断した断面図、図１１はそのXI矢視図である。このトルク検出装置１６は、角度センサ付き軸受１７が角度検出部として組み込まれている。
【００３４】
角度センサ付き軸受１７は、軸受２３と角度センサ４０とからなる。軸受２３は、回転輪である内輪１８と、固定輪である外輪１９と、転動体２０と、保持器２１と、シール２２とで構成される。また、角度センサ４０は、磁気エンコーダ２４と、磁気センサ６と、角度算出手段５０（図４）とで構成される。
【００３５】
内輪１８の端部外径面に、回転素子である磁気エンコーダ２４が取り付けられている。磁気エンコーダ２４は、芯金２５と、２列の磁気エンコーダトラック２６ａ，２６ｂを有する複列磁気エンコーダトラック２６とで構成される。２列の磁気エンコーダトラック２６ａ，２６ｂは、それぞれＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。
【００３６】
外輪１９の端部内径面には金属環２７の一端が嵌合し、この金属環２７に樹脂製で環状のセンサハウジング２８が取り付けられている。センサハウジング２８の内部には、磁気センサ６を実装したプリント基板２９が取り付けられている。磁気センサ６は前記角度算出手段５０（図４参照）に接続され、また角度算出手段５０は前記トルク算出手段１０（図６参照）に接続されている。これら角度算出手段５０およびトルク算出手段１０は、センサハウジング２８に設けても良いし、角度センサ付き軸受１７の外部に設けても良い。
【００３７】
軸受２３の外輪１９は、ハウジング３０の肩部３０ａに当接した状態で内径穴３０ｂに組み込まれ、軸受カバー３１をハウジング３０に対してボルト（図示せず）で締結することで、ハウジング３０と一体化されている。また、内輪１８の内径穴１８ａにシャフト３２が圧入固定され、内輪１８とシャフト３２とが一体化されている。
【００３８】
シャフト３２の一方の端部３２ａとハウジング３０とは、複数の弾性部材４を介して接合されている。弾性部材４の両端部は、シャフト３２の端部外径面に設けられた軸方向溝３２ｂと、ハウジング３０の端部内径面に設けられた軸方向溝３０ｃとに、圧入または接着剤により固定される。弾性部材４の一方の端部は、周方向のがたつきを拘束することが可能であれば、軸方向溝３２ｂまたは３０ｃに沿って摺動できるようにしてもよい。このようにシャフト３２とハウジング３０とを弾性部材４を介して連結することで、軸受２３の内輪１８と外輪１９とが弾性部材４を介して間接的に連結される。
【００３９】
シャフト３２にトルクが印加されると、弾性部材４が変形してシャフト３２が微小回転する。この回転を角度センサ４０が検出し、その角度情報をトルク算出手段１０（図６参照）がトルクに換算することで、トルクが検出される。負荷トルクが印加されず、弾性部材４に撓みが無い状態で角度センサ付き軸受１７の出力を零度に設定しておけば、トルク換算時のオフセット補正を省略することができる。
【００４０】
図１２はこの発明のさらに異なる実施形態にかかるトルク検出装置の軸心を通る平面で破断した断面図、図１３はそのXIII−XIII断面図である。このトルク検出装置３３は、ハウジング３０とシャフト３２とが、弾性部材ユニット３６を用いて連結している。図１３に示すように、弾性部材ユニット３６は、ハウジング３０（図１２）の端面に固定される外径輪３４と、シャフト３２（図１２）の端部に固定される内径輪３５と、これら外径輪３４と内径輪３５とを連結する複数本の弾性部材４とからなる。ハウジング３０と外径輪３４の固定、およびシャフト３２と内径輪３５の固定は、ボルト（図示せず）等を用いて行う。これ以外は、図１０、図１１のトルク検出装置１６と同じ構成である。
【００４１】
上記各実施形態のトルク検出装置１，１５，１６，３３は、弾性部材４の撓み量を外輪２，１９と内輪３，１８との絶対角度変化として検出し、その角度をトルクに換算するが、絶対角検出機能がなくても、高分解能のパルス出力（９０度位相差のＡ相、Ｂ相出力）をカウンタ（可逆カウンタ）でカウントすることで回転角を把握し、トルクを算出することも可能である。
【００４２】
図１４は、高分解能のパルス信号を出力する磁気エンコーダと磁気センサの例を示す。磁気エンコーダ８には、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁された単列の磁気エンコーダトラック８ａが形成されている。磁気センサ６は、Ｎ極、Ｓ極から得られる磁気信号を電気的に逓倍し、高分解能のパルス信号を出力する。
【００４３】
図１５に示すように、磁気エンコーダ８と磁気センサ６とからなる角度検出部４０ａは、角度算出手段６０と共に角度センサ４０を構成する。角度検出手段６０は、磁気センサ６から送られてくる磁気信号を、逓倍回路６１で磁気エンコーダトラック８ａのＮ極とＳ極の１極対の角度を電気的に逓倍して高分解能のパルス信号を生成する。例えば、Ｎ極、Ｓ極の１極対の幅を２．５４ｍｍとし、１極対の間を４０９６分割で逓倍すれば、１パルス当たり０．６２５μｍと高分解の位置信号を得られる。そして、生成されたパルス信号をカウンタ３７でカウントして角度情報を得る。この場合は、トルクが印加されない状態でカウンタ３７をリセットすると良い。ここで得られた角度情報は、図６と同様のトルク検出手段１０を用いてトルクに換算する。
【００４４】
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４５】
１，１５，１６，３３…トルク検出装置
２，１９…外輪
３，１８…内輪
４…弾性部材
６…磁気センサ
６ａ，６ｂ…検出部
８…磁気エンコーダ
８ａ，８ｂ…磁気エンコーダトラック
１０…トルク算出手段
１７…角度センサ付き軸受
４０…角度センサ
５１…位相差検出部
５２…絶対角算出部
５３…送信部
６１…逓倍回路
６２…カウンタ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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