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公開番号2024161681
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-20
出願番号2023076562
出願日2023-05-08
発明の名称測定器
出願人株式会社小野測器
代理人個人
主分類G01L 3/10 20060101AFI20241113BHJP(測定;試験)
要約【課題】回転軸のトルクを計測する測定器のトルク検出の感度と検出レンジ上限の最適化を容易とする。
【解決手段】
起歪部3は、両端に設けた2つの固定部31と、2つの固定部31を連結する梁状の起歪体32とを有する。起歪体32には歪ゲージ34が固定されており、起歪部3の両端の固定部31は、回転軸100に対して後付けされる器具を用いて、回転軸100の軸方向に離れた位置に対して固定される。起歪体32の形状を、両端の固定部31の間の中途位置において2回以上折り返す屈曲した形状として、起歪体32の実質的な長さを拡張して、起歪体32に加わる応力が過大となるのを抑制する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
測定対象軸に固定される測定器であって、
起歪体と、当該起歪体の両端にそれぞれ連結する第１固定部と第２固定部とを備えた起歪部と、
前記起歪体に固定された歪ゲージと、
前記第１固定部と前記第２固定部とを、前記測定対象軸の軸方向に相互に離れた位置に対して、前記起歪体が前記測定対象軸に接しない形態で固定する固定器具とを備え、
前記起歪体は、前記第１固定部と前記第２固定部の間の中途位置において２回以上折り返す屈曲した形状を有することを特徴とする測定器。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
測定対象軸に固定される測定器であって、
起歪体と、当該起歪体の両端にそれぞれ連結する第１固定部と第２固定部とを備えた起歪部と、
前記起歪体に固定された歪ゲージと、
前記第１固定部と前記第２固定部とを、前記測定対象軸の軸方向に相互に離れた位置に対して、前記起歪体が前記測定対象軸に接しない形態で固定する固定器具とを備え、
前記起歪体は、前記第１固定部側の部分である第１部分と、前記第２固定部側の部分である第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の中央部分を有し、前記第１部分と前記第２部分は、平等強さの梁の形状を有することを特徴とする測定器。
【請求項３】
請求項１または２記載の測定器であって、
前記起歪体は、前記測定対象軸の軸方向に延びる第１の辺と、当該第１の辺より前記測定対象軸に近い位置で前記測定対象軸の軸方向に延びる第２の辺との間の面である側面を有し、前記前記歪ゲージは前記起歪体の前記側面に固定されていることを特徴とする測定器。
【請求項４】
測定対象軸に固定される測定器であって、
前記測定対象軸の軸方向に延びる第１の辺と、当該第１の辺より前記測定対象軸に近い位置で前記測定対象軸の軸方向に延びる第２の辺との間の面である側面を有する起歪体と、当該起歪体の両端にそれぞれ連結する第１固定部と第２固定部とを備えた起歪部と、
前記起歪体の前記側面に固定された歪ゲージと、
前記第１固定部と前記第２固定部とを、前記測定対象軸の軸方向に相互に離れた位置に対して、前記起歪体が前記測定対象軸に接しない形態で固定する固定器具とを備え、
前記第１固定部と前記第２固定部とが前記測定対象軸に対して固定された状態における前記起歪体の前記測定対象軸の軸方向と垂直な断面は、前記測定対象軸に近づくほど幅が小さくなる形状を備えていることを特徴とする測定器。
【請求項５】
請求項４記載の測定器であって
前記起歪体の前記側面は、前記第１固定部と前記第２固定部とが前記測定対象軸に対して固定された状態において当該側面の各部分が測定対象軸の周方向と直交する平面であることを特徴とする測定器。
【請求項６】
測定対象軸に固定される測定器であって、
第１ブロックと第２ブロックとを備え、前記第１ブロックと前記第２ブロックと前記測定対象軸を間に挟んで締結することにより前記測定対象軸に固定される第１把持部と、
第３ブロックと第４ブロックとを備え、前記第３ブロックと前記第４ブロックと前記測定対象軸を間に挟んで締結することにより、前記第１把持部と前記測定対象軸の軸方向に離れた位置において前記測定対象軸に固定される第２把持部と、
前記第１ブロックと前記第３ブロックとを連結する少なくとも２つの第１起歪部と、
前記第２ブロックと前記第４ブロックとを連結する少なくとも２つの第２起歪部と、
前記２つの第１起歪部と前記２つの第２起歪部のうちの少なくともいずれか一つに固定された歪ゲージとを備え、
前記第１把持部と前記第２把持部を前記測定対象軸に固定することにより、当該測定器は前記測定対象軸に固定され、
前記２つの第１起歪部は、当該測定器が前記測定対象軸に固定された状態において、当該２つの第１起歪部が前記測定対象軸の軸方向に平行して延び、
前記２つの第２起歪部は、当該測定器が前記測定対象軸に固定された状態において、当該２つの第２起歪部が前記測定対象軸の軸方向に平行して延びることを特徴とする測定器。
【請求項７】
測定対象軸に固定される測定器であって、
第１ブロックと第２ブロックとを備え、前記第１ブロックと前記第２ブロックと前記測定対象軸を間に挟んで締結することにより前記測定対象軸に固定される第１把持部と、
第３ブロックと第４ブロックとを備え、前記第３ブロックと前記第４ブロックと前記測定対象軸を間に挟んで締結することにより、前記第１把持部と前記測定対象軸の軸方向に離れた位置において前記測定対象軸に固定される第２把持部と、
前記第１ブロックと前記第３ブロックとを前記測定対象軸の軸方向に連結する第１起歪部と、
前記第２ブロックと前記第４ブロックとを前記測定対象軸の軸方向に連結する連結する第２起歪部と、
前記第１起歪部と前記第２起歪部の少なくとも一方に固定された歪ゲージとを備え、
前記第１把持部と前記第２把持部を前記測定対象軸に固定することにより、当該測定器は前記測定対象軸に固定され、
前記第１ブロックと前記第２ブロックと前記第３ブロックと前記第４ブロックの、当該測定器が前記測定対象軸に固定されたときに当該測定対象軸と当接する面は、当該測定器が前記測定対象軸に固定された状態において、当該測定対象軸の軸方向と当該測定対象軸の当該面に向かう径方向との双方に直交する方向からみて、前記軸方向の中央部が前記測定対象軸の方向に膨らんだ曲面となっていることを特徴とする測定器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、回転軸のトルクを測定する測定器に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
回転軸のトルクを計測する測定器としては、図１０に示す測定器が知られている（たとえば、特許文献１）。
図１０ａは回転軸の軸方向と直交する方向に見た測定器の構成を、図１０ｂは回転軸の軸方向に見た測定器の構成を示しており、この測定器は、回転軸１０００を挟持する２分割された第１上台座１０１１と第１下台座１０１２よりなる第１取付台座１０１３と、第１取付台座１０１３による挟持面から軸方向に所定距離だけ離隔された位置で回転軸１０００を挟持する２分割された第２上台座１０２１と第２下台座１０２２よりなる第２取付台座１０２３と、第１取付台座１０１３と第２取付台座１０２３のそれぞれに両端が固定される梁状の起歪部１０３０と、起歪部１０３０の側面の中間部に添着した歪ゲージ１０３１を備えており、歪ゲージ１０３１で検出した起歪部１０３０の曲げ歪み量より、回転軸１０００のトルクを検出している。
【０００３】
また、本発明に関する技術としては、形状によって梁に加わる曲げ応力を均一化する平等強さの梁の各種形状が知られている（たとえば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
実登３０２９５４８号公報
【非特許文献】
【０００５】
Hitopedia、”平等強さの片持ちはり”、［online］、［令和５年３月２３日検索］，インターネット＜URL：https://hitopedia.net/%E5%B9%B3%E7%AD%89%E5%BC%B7%E3%81%95%E3%81%AE%E7%89%87%E6%8C%81%E3%81%A1%E3%81%AF%E3%82%8A/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１０に示した測定器によれば、回転軸１００の捻れを梁状の起歪部１０３０の曲げ歪みに変換し、曲げ歪み量から回転軸のトルクを検出する構成となっているが、回転軸に捻れが発生したときに１０３０に加わる力の大きさや、歪ゲージ１０３１を添着した面に対する方向が、内周側と外周側とで異なるため、実際には起歪部１０３０が捻れるように変形する。そして、この影響によって、精度良くトルクを検出できなくなることがある。
【０００７】
また、図１０に示した測定器によれば、起歪部１０３０の剛性が大きいと、起歪部１０３０を介して加わる力により、第１取付台座１０１３や第２取付台座１０２３が回転軸１０００に対して滑動してしまい、精度良くトルクを検出できなくなることがある。
一方で、起歪部１０３０の剛性を小さくして変形しやすくすることができるならば、曲げ応力が低減されるためトルク検出のレンジの上限を大きく設定することができ、変形量が限界を超えるとことで発生する起歪部１０３０の破損が回避可能となると共に、第１取付台座１０１３や第２取付台座１０２３の滑動を抑止できるが、トルク検出の感度は低くなる。
【０００８】
そこで、本発明は、回転軸のトルクをより精度良く計測できる測定器を提供することを課題とする。
また、併せて、本発明は、回転軸のトルクを計測する測定器の、所要のトルク検出の感度とレンジの上限の最適化に適した構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題達成のために、本発明は、測定対象軸に固定される測定器に、起歪体と、当該起歪体の両端にそれぞれ連結する第１固定部と第２固定部とを備えた起歪部と、前記起歪体に固定された歪ゲージと、前記第１固定部と前記第２固定部とを、前記測定対象軸の軸方向に相互に離れた位置に対して、前記起歪体が前記測定対象軸に接しない形態で固定する固定器具とを備えたものである。
【００１０】
ここで、前記起歪体は、前記第１固定部と前記第２固定部の間の中途位置において２回以上折り返す屈曲した形状を備えている。
このように測定器を構成することにより、起歪体の実質的な長さを拡張して、起歪体に加わる応力を小さくすることが可能となる。したがって、起歪体の長さを適当に設定するだけで、トルク検出の感度とレンジの上限のトレードオフの関係を、目的に応じたものに最適化することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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