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公開番号2025041491
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023185662
出願日2023-10-30
発明の名称トルクセンサ、トルク検出部、およびトルクセンサの製造方法
出願人新東工業株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類G01L 3/10 20060101AFI20250318BHJP(測定;試験)
要約【課題】高精度にトルクを計測できるトルクセンサを提供する。
【解決手段】トルクセンサ(1)のトルク検出部(30)は、柱状であり、一端が第1フレーム部(10A)および第2フレーム部(10B)の底面間で挟持され、他端が第1コア部(20A)および第2コア部(20B)の底面間で挟持され、第1フレーム部(10A)の底面に直交する2側面に膜状歪ゲージ(40)が配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
筒状の第１フレーム部と、
前記第１フレーム部と底面同士が対向する位置に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状の形状を有する第２フレーム部と、
前記第１フレーム部の中空内に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状または柱状の形状を有する第１コア部と、
前記第２フレーム部の中空内であり、かつ、前記第１コア部と底面同士が対向する位置に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状または柱状の形状を有する第２コア部と、
柱状であり、一端が前記第１フレーム部および前記第２フレーム部の底面間で挟持され、他端が前記第１コア部および前記第２コア部の底面間で挟持され、前記第１フレーム部の底面に直交する２側面に膜状歪ゲージが配置されているトルク検出部と、を備えている、トルクセンサ。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記トルク検出部は、前記第１フレーム部の中心軸から放射状に延びる放射軸上に配置され、前記放射軸に対して線対称な形状を有している、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項３】
前記トルク検出部を複数備え、
複数の前記トルク検出部は、前記第１フレーム部の中心軸を中心とする円周上に等間隔に配置されている、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項４】
前記第１フレーム部および前記第２フレーム部の底面には、前記トルク検出部の前記一端と嵌合する形状に凹んだ第１凹部を有し、
前記第１コア部および前記第２コア部の底面には、前記トルク検出部の前記他端と嵌合する形状に凹んだ第２凹部を有している、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項５】
平面視において、前記トルク検出部の前記一端および前記他端の端部は、前記一端と前記他端との間の梁部よりも幅広な形状を有している、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項６】
前記膜状歪ゲージは、前記トルク検出部の側面のうち、前記第１フレーム部の底面に平行な２側面に更に配置されている、請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項７】
筒状の第１フレーム部と、前記第１フレーム部と底面同士が対向する位置に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状の形状を有する第２フレーム部と、前記第１フレーム部の中空内に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状または柱状の形状を有する第１コア部と、前記第２フレーム部の中空内であり、かつ、前記第１コア部と底面同士が対向する位置に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状または柱状の形状を有する第２コア部と、を備えるトルクセンサに用いられるトルク検出部であって、
柱状の形状を有し、一端が前記第１フレーム部および前記第２フレーム部の底面間に挟持され、他端が前記第１コア部および前記第２コア部の底面間に挟持され、
前記第１フレーム部の底面に直交する２側面に膜状歪ゲージが配置されている、トルク検出部。
【請求項８】
筒状の第１フレーム部と、前記第１フレーム部と底面同士が対向する位置に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状の形状を有する第２フレーム部と、前記第１フレーム部の中空内に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状または柱状の形状を有する第１コア部と、前記第２フレーム部の中空内であり、かつ、前記第１コア部と底面同士が対向する位置に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状または柱状の形状を有する第２コア部と、トルク検出部と、を備えるトルクセンサの製造方法であって、
柱状に形成した前記トルク検出部の側面に膜状歪ゲージを形成させる第１工程と、
前記第１フレーム部および前記第２フレーム部の底面間に前記トルク検出部の一端を挟み、前記第１コア部および前記第２コア部の底面間に前記トルク検出部の他端を挟む第２工程と、
前記第１フレーム部と前記第２フレーム部とを締結し、前記第１コア部と前記第２コア部とを締結する第３工程とを有し、
前記第１工程において前記膜状歪ゲージを形成する前記トルク検出部の側面は、前記第２工程において前記第１フレーム部および前記第２フレーム部の底面と直交させる側面である、トルクセンサの製造方法。
【請求項９】
前記トルク検出部は、前記第１フレーム部の底面に平行な２側面の間を貫通する貫通孔を有し、
前記貫通孔の開口は、前記トルク検出部が配置された前記放射軸に直交し、かつ、前記第１フレーム部の底面に平行な方向に沿った長さが、前記放射軸に平行な方向に沿った長さよりも長い形状である、請求項２に記載のトルクセンサ。
【請求項１０】
平面視において、前記貫通孔の開口の内側に前記トルク検出部の重心が位置する、請求項９に記載のトルクセンサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、トルクセンサ、トルク検出部、およびトルクセンサの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、アクチュエータなどの出力トルクを計測するトルクセンサの開発が行われている。特許文献１には、内側構造体、外側構造体、それら両構造体間を繋ぐブリッヂを有するトルクセンサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－７３１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トルクセンサでは、印加されるトルクに応じて歪みが生じる起歪部に歪ゲージを配置する。印加されるトルクによる歪みは、トルクセンサの梁の側面に顕著に表れる。しかし、梁の側面の所定位置に歪ゲージを正確に配置することは困難である。
【０００５】
本開示の一態様は、高精度にトルクを計測できるトルクセンサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係るトルクセンサは、第１フレーム部、第２フレーム部、第１コア部、第２コア部およびトルク検出部を備えている。前記第１フレーム部は、筒状の形状を有している。前記第２フレーム部は、前記第１フレーム部と底面同士が対向する位置に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状の形状を有している。前記第１コア部は、前記第１フレーム部の中空内に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状または柱状の形状を有している。前記第２コア部は、前記第２フレーム部の中空内であり、かつ、前記第１コア部と底面同士が対向する位置に配置され、前記第１フレーム部と同心の筒状または柱状の形状を有している。前記トルク検出部は、柱状であり、一端が前記第１フレーム部および前記第２フレーム部の底面間で挟持され、他端が前記第１コア部および前記第２コア部の底面間で挟持され、前記第１フレーム部の底面に直交する２側面に膜状歪ゲージが配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様によれば、高精度にトルクを計測できるトルクセンサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の実施形態１に係るトルクセンサの構成を示す断面図である。
本開示の実施形態１に係るトルクセンサの構成を示す平面図である。
本開示の実施形態２に係るトルクセンサの構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔実施形態１〕
（トルクセンサ）
図１は、本開示の実施形態１に係るトルクセンサの構成を示す断面図である。図１に示すトルクセンサ１は、第１フレーム部１０Ａ、第２フレーム部１０Ｂ、第１コア部２０Ａ、第２コア部２０Ｂ、および複数のトルク検出部３０を備えている。以下、図１の矢印で示されるように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向を定義する。
【００１０】
第１フレーム部１０Ａおよび第２フレーム部１０Ｂは、同心の筒状の形状を有している。ここで、筒状とは、底面と上面との間に中空の貫通孔を有する柱状の形状であって、円筒状に限定されない。図１では、第１フレーム部１０Ａおよび第２フレーム部１０Ｂの底面は、ＸＹ平面に平行である。第１フレーム部１０Ａおよび第２フレーム部１０Ｂは、底面同士を対向する位置に配置されている。第１フレーム部１０Ａは、その底面のうち内縁周辺にＺ軸方向に凹んだ凹部１１Ａを有している。一方、第２フレーム部１０Ｂは、その底面のうち内縁周辺にＺ軸方向に凹んだ凹部１１Ｂを有している。第１フレーム部１０Ａおよび第２フレーム部１０Ｂの底面同士が対向する位置に配置されているとき、凹部１１Ａおよび１１Ｂは、底部同士が対向し、開口の位置が重なり合うことにより、第１凹部１１を形成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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