特開 2022-67584 ベアリング受給電回転トルクセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022067584

(43)【公開日】2022-05-06

(54)【発明の名称】ベアリング受給電回転トルクセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 3/10 20060101AFI20220425BHJP

   G01R 27/02 20060101ALI20220425BHJP

【ＦＩ】

G01L3/10 317

G01R27/02 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2020185420

(22)【出願日】2020-10-20

(71)【出願人】

【識別番号】520433388

【氏名又は名称】株式会社アイドゥス企画

(72)【発明者】

【氏名】椚 砂土詩

【テーマコード（参考）】

2G028

【Ｆターム（参考）】

2G028BE06

2G028CG02

2G028HN11

2G028MS02

(57)【要約】

【課題】ベアリングから給電する事で回転トルクセンサの構造が簡略化される、小型軽量であり静止トルクが測定出来る為、位置制御をモータで行う場合、起動トルクの調整が出来る。モータの回転軸に組み込む事も出来る。
【解決手段】ボールベアリングのボールを無油無腐食製にし直流給電する
又は、ボール表面を絶縁し交流給電する、ベアリングを受給電回路として使用する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボールベアリング （１２）からボールベアリング（１４）に電流を供給し ボールベアリング（１１）とボールベアリング（１５）から、可変抵抗器（２０）の発生電圧を４端子測定するベアリング受給電回転トルクセンサ。

【請求項2】

回転軸子（４０）と回転軸親（４１）はスリップ構造で過負荷防止機構（４２）を有する、回転軸子（４０）と回転軸親（４１）は、棒状スプリング（２１）で回転方向に連結さている、回転軸子（４０）と回転軸親（４１）は負荷により偏移を生ずる、この偏移を可変抵抗器（２０）で検出するベアリング受給電回転トルクセンサ。

【請求項3】

非接触ボール（１０ａ～ｅ）は、表面を高誘電体で絶縁処理し交流抵抗を抑え潤滑油等の絶縁物質の影響を除外したベアリング受給電回転トルクセンサ。

【請求項4】

接触ボール（１０ａ～ｅ）無油無腐食素材を使用する事で、電気的接触を保証したベアリング受給電回転トルクセンサ。

【請求項5】

可変抵抗器の一端（６５ａ）を電流元に、可変抵抗器の一端（６５ｂ）を対地に接続し、可変抵抗器の全体抵抗値を測定する事で、可変抵抗器の一端（６５ａ）と可変出力（６５ｃ）の抵抗値の温度補正を行うベアリング受給電回転トルクセンサ。

【請求項6】

構成部品は全て金属製で、絶縁が必要な部分を潤滑性硬質アルマイト処理したベアリング受給電回転トルクセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

回転トルクセンサにはボールベアリングが有ります、ベアリングから受給電する事で、センサの構造が簡単に成ります。

【技術背景】

【0002】

回転トルクセンサには、ボールベアリングと測定用の受給電構造が有ります、ベアリングから受給電する事で構造が簡略化され小径軽量な回転トルクセンサが実現出来ます。

【発明の概要】

【発明が解消しようとする課題】

【0003】

位置制御はモータによって行われます、モータが動作している時間はモータの電流値で負荷トルクが分かりますが、停止している時はトルクセンサ必要です、ロボットハンドの様に小型な機器では、モータより回転トルクセンサが大きくなってしまいます、ベアリング受給電回転トルクセンサは小型化が出来る事、過負荷で壊れない等、ロボットの発展に寄与します、また、モータのロータ内部に組み込める為、静止トルクを測定出来るモータを実現出来ます。

【課題を解決する為の手段】

【0004】

ボールベアリング（１２）からボールベアリング（１４）に電流を流して ボールベアリング（１１）とボールベアリング（１５）で、可変抵抗器（２０）の電圧を４端子測定します。

【0005】

回転軸子（４０）と回転軸親（４１）はスリップ構造で過負荷防止機構（４２）を有する、回転軸子（４０）と回転軸親（４１）は、棒状スプリング（２１）で回転方向に連結さている、回転軸子（４０）と回転軸親（４１）は負荷により偏移を生ずる、この偏移を可変抵抗器（２０）で検出します。

【0006】

電気的非接触ボール（１０ａ^～ｅ）は、表面を高誘電体で絶縁処理し交流抵抗を抑え、潤滑油等の絶縁物質の影響を除外します。

【0007】

電気的触ボール（１０ａ^～ｅ）は、無油無腐食素材を使用する事で、電気的接触を保証します。

【0008】

可変抵抗器の一端（６５ａ）を電流源に、可変抵抗器の一端（６５ｂ）を対地に接続、可変抵抗器の全体抵抗値を測定する事で、可変抵抗器の一端（６５ａ）と可変抵抗出力（６５ｃ）の抵抗値の温度補正を行います。

【0009】

構成部品は全て金属製で、絶縁が必要な部分を潤滑性硬質アルマイト処理します。

【発明の効果】

【0010】

位置制御はモータによって行われます、モータが動作している時間はモータの電流値で負荷トルクが分かりますが、停止している時はトルクセンサ必要です、ロボットハンドの様に小型な機器では、モータより回転トルクセンサが大きくなってしまいます、ベアリング受給電回転トルクセンサは小型化が出来る事、過負荷で壊れない事、ロボットの発展に寄与します、また、モータのロータ内部に組み込める為、静止トルクを測定出来るモータを実現出来ます。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】 この出願に係る発明の第一の実施の形態を示す断面図である。

【図2】 この出願に係る発明の第一の実施の形態を示す等価電気回路図で（ａ）は無油無腐食ボールベアリング（ｂ）は絶縁ボールベアリングを示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

表面を潤滑性硬質アルマイト処理を施したパイプ（４３）に受給電ベアリング（１１～１３）を挿着、キャップ（４４）で固定、可変抵抗器（２０）を実装した回転軸親（４１）と可変抵抗器回転機構（４６）を有する回転軸子（４０）を棒状スプリング（２１）で連結、給電ベアリング（１１～１３）に挿入受給電ベアリング（１４、１５）を挿着してキャップ（４５）で固定、給電ベアリング（１１～１５）に電極（１～５）を接続、電極（２）から電極（４）に電流を流す、可変抵抗器（２０）で発生した電圧を電極（１）と電極（２）で測定する回転軸親（４１）と回転軸子（４０）の偏移で可変抵抗器の抵抗値が変化し発生する電圧が変わる、発生する電圧から回転軸親（４１）と回転軸子（４０）の偏移が分かる、偏移は棒状スプリングの弾性に比例する。

【符号の説明】

【0013】

１～５ 電極
１０ａ～１０ｅ 無油無腐食ボール 又は、表面絶縁ボール
１１～１５ ボールベリング
２０ 可変抵抗器
２１ 棒状スプリング
２２ 可変抵抗器回転軸
３０ 電圧計
３１ 定電流電源
４０ 回転軸子
４１ 回転軸親
４２ 過負荷防止
４３ 本体パイプ
４４、４５ カバー
４６ 可変抵抗器回転軸
６０～６２ 給電ベアリング
６３、６４ 給電ベアリング
６５ 可変抵抗器
６６ 定電流電源
６７ 電圧計
７０～６２ 給電ベアリング
７３、７４ 給電ベアリング
７５ 可変抵抗器
７６ 定電流電源
７７ 電圧計

【図1】

【図2】