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公開番号2025172447
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-26
出願番号2024077958
出願日2024-05-13
発明の名称測定装置
出願人株式会社小野測器
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01L 3/10 20060101AFI20251118BHJP(測定;試験)
要約【課題】回転シャフトのトルクや応力や歪みを測定する測定装置の測定の感度を、測定装置を大型化することなく向上する
【解決手段】
架設体3の両端に連結する第1固定部1と第2固定部2で回転シャフト100を挟持する形態で測定装置を固定する。架設体3は、起歪部32と、剛性が高い高剛性部402よりなる。起歪部32の一端は第1固定部1に、起歪部32の他端は高剛性部402の一端に連結し、高剛性部402の他端は第2固定部2に連結している。起歪部32は薄肉に形成されており剛性が低い。また、起歪部32の両端間の長さは、第1固定部1と第2固定部2の間の回転シャフト100の軸方向の間隔の長さより短い。そして、起歪部32には、歪ゲージ4が貼付されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
測定対象軸に固定される測定装置であって、
前記測定対象軸に固定される第１固定部と、前記第１固定部と前記測定対象軸の軸方向に離隔した位置において前記測定対象軸に固定される第２固定部と、前記第１固定部と前記第２固定部との間に前記軸方向に架け渡された、前記第１固定部に一端が、前記第２固定部に他端が連結した架設体と、歪ゲージとを有し、
前記架設体は、当該架設体が前記第１固定部と前記第２固定部の間で延びる方向について分割した部分として、前記歪ゲージが固定された起歪部分と、高剛性部分とを有し、
前記起歪部分の前記架設体が延びる方向の長さは、前記第１固定部と前記第２固定部との間の前記測定対象軸の軸方向の長さより短く、
前記起歪部分の、前記歪ゲージが検出する歪みに抗する剛性は前記高剛性部分より低いことを特徴とする測定装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１記載の測定装置であって、
前記架設体は、前記起歪部分と前記高剛性部分よりなり、
前記起歪部分の一端は前記第１固定部に連結され、前記起歪部分の他端は前記高剛性部分の一端に連結し、前記高剛性部分の他端は前記第２固定部に連結されていることを特徴とする測定装置。
【請求項３】
請求項１記載の測定装置であって、
前記架設体は、前記高剛性部分として、第１高剛性部分と第２高剛性部分を有しすると共に、当該架設体は、前記起歪部分と前記第１高剛性部分と前記第２高剛性部分よりなり、
前記第１高剛性部分の一端は前記第１固定部に連結され、前記第１高剛性部分の他端は前記起歪部分の一端に連結し、前記起歪部分の他端は前記第２高剛性部分の一端に連結し、前記第２高剛性部分の他端は前記第２固定部に連結されていることを特徴とする測定装置。
【請求項４】
請求項１記載の測定装置であって、
前記起歪部分は、平等強さの梁の形状の部分を含むことを特徴とする測定装置。
【請求項５】
請求項１記載の測定装置であって、
前記起歪部分の前記架設体が延びる方向は、前記測定対象軸の径方向であることを特徴とする測定装置。
【請求項６】
請求項３記載の測定装置であって、
前記第１固定部は、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ブロックとを、前記測定対象軸を間に挟んで、前記測定対象軸と干渉しない第１の締結位置で締結することにより前記測定対象軸に固定され、
前記第２固定部は、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ブロックとを、前記測定対象軸を間に挟んで、前記測定対象軸と干渉しない第２の締結位置で締結することにより前記測定対象軸に固定され、
前記第１高剛性部分の前記一端は、前記第１固定部の、前記測定対象軸との間に前記第１締結位置を挟む位置に連結され、前記第２高剛性部分の前記他端は、前記第２固定部の、前記測定対象軸との間に前記第２締結位置を挟む位置に連結され、
前記起歪部分の前記架設体が延びる方向は、前記測定対象軸の径方向であることを特徴とする測定装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６記載の測定装置であって、
前記起歪部分は、前記測定対象軸と同心の当該起歪部分を通る円の接線方向もしくは周方向である厚み方向に薄い形状を有し、当該厚み方向と交差する面に前記歪ゲージが固定されていることを特徴とする測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、測定対象軸のトルクを測定する測定装置に関するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
測定対象軸のトルクを測定する測定装置に関する技術としては、図８に示すトルク変換器が知られている（たとえば、特許文献１）。
図８ａ１は回転シャフト８００の径方向から見たトルク変換器の構成を、図８ａ２は回転シャフト８００の軸方向に見たトルク変換器の構成を示しており、このトルク変換器は、回転シャフト８００を挟持する第１上台座８１１と第１下台座８１２よりなる第１取付台座８１３と、第１取付台座８１３から軸方向に所定距離だけ離隔された位置で回転シャフト８００を挟持する第２上台座８２１と第２下台座８２２よりなる第２取付台座８２３と、第１取付台座８１３と第２取付台座８２３のそれぞれに両端が固定される梁状の起歪部８３０と、起歪部８３０の周方向側面の中間部に添着した歪ゲージ８３１を備えており、回転シャフト８００の捻れによる起歪部８３０のひずみに伴う変形による歪ゲージ８３１の抵抗値の変化より、回転シャフト８００のトルクを検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
実登３０２９５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８ａ１、ａ２に示したトルク変換器において、回転シャフト８００の捻れに伴い、第１取付台座８１３と第２取付台座８２３の間の捻れ角がθとなったとき、図８ａ１に示す起歪部８３０の第１取付台座８１３と第２取付台座８２３の間の長さＬの部分の両端Ｔ１、Ｔ２にも、図８ｂ１に模式的に示すようにθの捻れ角が発生する。そして、回転シャフト８００の中心軸から起歪部８３０までの半径をＲとすると、このとき、両端Ｔ１、Ｔ２には、図８ｂ２に模式的に示すように、周方向に沿った変位として変位Ｒθが生じる。
【０００５】
しかし、この変位Ｒθを含む起歪部８３０の全体の変形の全てが歪ゲージ８３１の変形や抵抗値変化に寄与することはなく、歪ゲージ８３１の貼付部分の変形のみが歪ゲージ８３１の変形や抵抗値変化に寄与する。そして、周方向に測った変位に関して示せば、歪ゲージ８３１の変形や抵抗値変化の大きさは、両端Ｔ１、Ｔ２のなす捻れ角θに依存して定まり、回転シャフト８００の同じ捻れに対して生じる捻れ角θが大きいほど大きくなり、回転シャフト８００のトルクを、より高感度に検出できるようになる。
【０００６】
しかし、回転シャフト８００の同じ捻れに対して生じる捻れ角θは、中心軸から起歪部８３０までの半径Ｒを長くすれば大きくすることができるが、このようにすると、トルク変換器のサイズが大型化してしまう。
そこで、本発明は、測定対象軸のトルクや応力や歪みを測定する測定装置の測定の感度を、測定装置を大型化することなく向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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装置に、前記測定対象軸に固定される第１固定部と、前記第１固定部と前記測定対象軸の軸方向に離隔した位置において前記測定対象軸に固定される第２固定部と、前記第１固定部と前記第２固定部との間に前記軸方向に架け渡された、前記第１固定部に一端が、前記第２固定部に他端が連結した架設体と、歪ゲージとを備えたものである。前記架設体は、当該架設体が前記第１固定部と前記第２固定部の間で延びる方向について分割した部分として、前記歪ゲージが固定された起歪部分と、高剛性部分とを有する。また、前記起歪部分の前記架設体が延びる方向の長さは、前記第１固定部と前記第２固定部との間の前記測定対象軸の軸方向の長さより短く、前記起歪部分の、前記歪ゲージが検出する歪みに抗する剛性は前記高剛性部分より低い。
【０００８】
ここで、この測定装置は、前記架設体を、前記起歪部分と前記高剛性部分よりなるものとし、前記起歪部分の一端は前記第１固定部に連結され、前記起歪部分の他端は前記高剛性部分の一端に連結し、前記高剛性部分の他端は前記第２固定部に連結されているものとしてよい。
【０００９】
または、この測定装置は、前記架設体を、前記高剛性部分として、第１高剛性部分と第２高剛性部分を有すると共に、前記起歪部分と前記第１高剛性部分と前記第２高剛性部分よりなるものとし、前記第１高剛性部分の一端は前記第１固定部に連結され、前記第１高剛性部分の他端は前記起歪部分の一端に連結し、前記起歪部分の他端は前記第２高剛性部分の一端に連結し、前記第２高剛性部分の他端は前記第２固定部に連結されているものとしてよい。
【００１０】
また、この測定装置は、前記起歪部分が、平等強さの梁の形状の部分を含むものとしてよい。
また、この測定装置において、前記起歪部分の前記架設体が延びる方向は、前記測定対象軸の径方向であってよい。
また、上述のように、前記架設体を前記起歪部分と前記第１高剛性部分と前記第２高剛性部分よりなるものとした場合には、前記第１固定部を、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ブロックとを、前記測定対象軸を間に挟んで、前記測定対象軸と干渉しない第１の締結位置で締結することにより前記測定対象軸に固定されるものとし、前記第２固定部を、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ブロックとを、前記測定対象軸を間に挟んで、前記測定対象軸と干渉しない第２の締結位置で締結することにより前記測定対象軸に固定されるものとしてよい。そして、前記第１高剛性部分の前記一端は、前記第１固定部の、前記測定対象軸との間に前記第１締結位置を挟む位置に連結され、前記第２高剛性部分の前記他端は、前記第２固定部の、前記測定対象軸との間に前記第２締結位置を挟む位置に連結されるものとしてよい。また、前記起歪部分の前記架設体が延びる方向を、前記測定対象軸の径方向としてよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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