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(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】P2024006243
(43)【公開日】2024-01-17
(54)【発明の名称】測定器
(51)【国際特許分類】
G01L 3/10 20060101AFI20240110BHJP
【ＦＩ】
G01L3/10 311
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022106953
(22)【出願日】2022-07-01
(71)【出願人】
【識別番号】000145806
【氏名又は名称】株式会社小野測器
(74)【代理人】
【識別番号】100099748
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 克志
(72)【発明者】
【氏名】長塩 拓馬
(72)【発明者】
【氏名】五十嵐 英昭
(72)【発明者】
【氏名】大島 良太
(57)【要約】
【課題】後付け可能な測定器によって、軸のトルクや応力や歪みを精度良く計測する。
【解決手段】分離した上部ブロック１と下部ブロック２をボルト３で締結し、中空部４を貫通した回転軸１００を挟み込む形態で、測定器を回転軸１００に固定する。上部ブロック１と下部ブロック２は、上部ブロック１と下部ブロック２の間の中空部４の径が小さい前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒでのみ回転軸１００と接触する。前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒの間の肉薄の上部起歪部１１と下部起歪部２１には、ひずみゲージ５１／５２／６１／６２が固定されている。トルクが負荷され回転軸１００が捻れると、回転軸１００に固定されている前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒ間にねじれ角の差が発生し、上部起歪部１１、下部起歪部２１にせん断歪みが生じ、ひずみゲージ５１／５２／６１／６２によって検出される。
【選択図】図２
【解決手段】分離した上部ブロック１と下部ブロック２をボルト３で締結し、中空部４を貫通した回転軸１００を挟み込む形態で、測定器を回転軸１００に固定する。上部ブロック１と下部ブロック２は、上部ブロック１と下部ブロック２の間の中空部４の径が小さい前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒでのみ回転軸１００と接触する。前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒの間の肉薄の上部起歪部１１と下部起歪部２１には、ひずみゲージ５１／５２／６１／６２が固定されている。トルクが負荷され回転軸１００が捻れると、回転軸１００に固定されている前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒ間にねじれ角の差が発生し、上部起歪部１１、下部起歪部２１にせん断歪みが生じ、ひずみゲージ５１／５２／６１／６２によって検出される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸に固定される測定器であって、
一対のブロックと、
ひずみゲージとを有し、
前記一対のブロックの各々は、当該一対のブロックを、前記軸を当該軸の径方向について間に挟んで締結することにより、前記軸に固定される、当該軸の軸方向に離れた２つの被固定部と、前記２つの被固定部を前記軸方向に連結する起歪部とを有すると共に、
前記一対のブロックは、前記各ブロックの前記各被固定部が前記軸に固定された状態において、前記起歪部が前記軸に接しない形状を有し
少なくとも一方の前記ブロックの前記起歪部に前記ひずみゲージが固定されていることを特徴とする測定器。
一対のブロックと、
ひずみゲージとを有し、
前記一対のブロックの各々は、当該一対のブロックを、前記軸を当該軸の径方向について間に挟んで締結することにより、前記軸に固定される、当該軸の軸方向に離れた２つの被固定部と、前記２つの被固定部を前記軸方向に連結する起歪部とを有すると共に、
前記一対のブロックは、前記各ブロックの前記各被固定部が前記軸に固定された状態において、前記起歪部が前記軸に接しない形状を有し
少なくとも一方の前記ブロックの前記起歪部に前記ひずみゲージが固定されていることを特徴とする測定器。
【請求項2】
請求項１記載の測定器であって、
締結した状態において、前記被固定部における前記一対のブロック間の前記径方向の距離は、前記起歪部における前記一対のブロック間の前記径方向の距離より小さいことを特徴とする測定器。
締結した状態において、前記被固定部における前記一対のブロック間の前記径方向の距離は、前記起歪部における前記一対のブロック間の前記径方向の距離より小さいことを特徴とする測定器。
【請求項3】
請求項１記載の測定器であって、
前記ブロックの前記起歪部は、当該ブロックの前記被固定部よりも肉薄に形成されていることを特徴とする測定器。
前記ブロックの前記起歪部は、当該ブロックの前記被固定部よりも肉薄に形成されていることを特徴とする測定器。
【請求項4】
請求項１、２または３記載の測定器であって、
複数の前記ひずみゲージを備え、
１つの前記ひずみゲージは前記起歪部の前記軸側の面に固定され、他の１つの前記ひずみゲージは前記起歪部の前記軸側と反対側の面に固定されていることを特徴とする測定器。
複数の前記ひずみゲージを備え、
１つの前記ひずみゲージは前記起歪部の前記軸側の面に固定され、他の１つの前記ひずみゲージは前記起歪部の前記軸側と反対側の面に固定されていることを特徴とする測定器。
【請求項5】
請求項１、２または３記載の測定器であって、
複数の前記ひずみゲージを備え、
１つの前記ひずみゲージは、前記一対のブロックのうちの一方の前記ブロックの前記起歪部に固定され、他の１つの前記ひずみゲージは他方の前記ブロックの前記起歪部に固定されていることを特徴とする測定器。
複数の前記ひずみゲージを備え、
１つの前記ひずみゲージは、前記一対のブロックのうちの一方の前記ブロックの前記起歪部に固定され、他の１つの前記ひずみゲージは他方の前記ブロックの前記起歪部に固定されていることを特徴とする測定器。
【請求項6】
請求項１、２または３記載の測定器であって、
前記軸は回転軸であり、
当該測定器は、トルク検出に用いられる測定器であって、前記ひずみゲージを用いて構成された、前記２つの被固定部間のねじれ角の差によって前記起歪部に発生するせん断歪みを検出する検出回路を備えていることを特徴とする測定器。
前記軸は回転軸であり、
当該測定器は、トルク検出に用いられる測定器であって、前記ひずみゲージを用いて構成された、前記２つの被固定部間のねじれ角の差によって前記起歪部に発生するせん断歪みを検出する検出回路を備えていることを特徴とする測定器。
【請求項7】
請求項１、２または３記載の測定器であって、
当該測定器は、前記ひずみゲージを用いて構成された、前記２つの被固定部間の軸方向の距離の変化によって前記起歪部に発生する引張圧縮歪みを検出する検出回路を備えていることを特徴とする測定器。
当該測定器は、前記ひずみゲージを用いて構成された、前記２つの被固定部間の軸方向の距離の変化によって前記起歪部に発生する引張圧縮歪みを検出する検出回路を備え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、軸のトルクや応力や歪みを計測する、後付け可能な測定器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
軸のトルクや応力や歪みを計測する、後付け可能な測定器としては、一対の半体を、回転軸を間に挟んで締結することにより、半体の内側の円弧面に配置したひずみゲージを所定の圧力で回転軸に圧接する構造を備えた測定器が知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１０-７１６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したひずみゲージを回転軸に圧接する測定器は、回転軸の表面状態(表面粗さ、よごれ)や、圧接力や遠心力の相違により計測値にバラつきが生じるため、充分な計測精度を実現することが難しい。
また、注意深く圧接力を調整しないと、圧接によってひずみゲージが破損(断線)してしまう恐れがあるなど、取り扱いの簡便性に欠ける。
そこで、本発明は、軸のトルクや応力や歪みを、より精度良く計測できる、後付け可能な測定器を提供することを課題とする。
また、注意深く圧接力を調整しないと、圧接によってひずみゲージが破損(断線)してしまう恐れがあるなど、取り扱いの簡便性に欠ける。
そこで、本発明は、軸のトルクや応力や歪みを、より精度良く計測できる、後付け可能な測定器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】
【0005】
前記課題達成のために、本発明は、軸に固定される測定器に、一対のブロックと、ひずみゲージとを設けたものである。前記一対のブロックの各々は、当該一対のブロックを、前記軸を当該軸の径方向について間に挟んで締結することにより、前記軸に固定される、当該軸の軸方向に離れた２つの被固定部と、前記２つの被固定部を前記軸方向に連結する起歪部とを有する。また、前記一対のブロックは、前記各ブロックの前記各被固定部が前記軸に固定された状態において、前記起歪部が前記軸に接しない形状を有する。そして、少なくとも一方の前記ブロックの前記起歪部に前記ひずみゲージが固定されている。
【0006】
より具体的には、この測定器は、締結した状態において、前記被固定部における前記一対のブロック間の前記径方向の距離が、前記起歪部における前記一対のブロック間の前記径方向の距離より小さくなるように構成してよい。
【0007】
また、この測定器の前記ブロックの前記起歪部は、当該ブロックの前記被固定部よりも肉薄に形成してよい。
また、以上の測定器に、複数の前記ひずみゲージを備え、１つの前記ひずみゲージは前記起歪部の前記軸側の面に固定し、他の１つの前記ひずみゲージは前記起歪部の前記軸側と反対側の面に固定してもよい。
また、以上の測定器に、複数の前記ひずみゲージを備え、１つの前記ひずみゲージを、前記一対のブロックのうちの一方の前記ブロックの前記起歪部に固定し、他の１つの前記ひずみゲージを他方の前記ブロックの前記起歪部に固定してもよい。
また、以上の測定器に、複数の前記ひずみゲージを備え、１つの前記ひずみゲージは前記起歪部の前記軸側の面に固定し、他の１つの前記ひずみゲージは前記起歪部の前記軸側と反対側の面に固定してもよい。
また、以上の測定器に、複数の前記ひずみゲージを備え、１つの前記ひずみゲージを、前記一対のブロックのうちの一方の前記ブロックの前記起歪部に固定し、他の１つの前記ひずみゲージを他方の前記ブロックの前記起歪部に固定してもよい。
【0008】
ここで、以上の測定器を、回転軸のトルク検出に用いられる測定器とし、前記ひずみゲージを用いて構成された、前記２つの被固定部間のねじれ角の差によって前記起歪部に発生するせん断歪みを検出する検出回路を備えてよい。
または、測定器には、前記ひずみゲージを用いて構成された、前記２つの被固定部間の軸方向の距離の変化によって前記起歪部に発生する引張圧縮歪みを検出する検出回路を備えてもよい。
以上のような測定器によれば、測定器を、測定対象の軸に、軸側の追加加工無しに容易に後付けすることができる。また、ひずみゲージを軸に直接固定しないので、ひずみゲージの固定に関わる取り扱いの不便や、当該固定の状態に依存する誤差の発生なく、軸のトルクや応力や歪みを精度良く計測できる。
または、測定器には、前記ひずみゲージを用いて構成された、前記２つの被固定部間の軸方向の距離の変化によって前記起歪部に発生する引張圧縮歪みを検出する検出回路を備えてもよい。
以上のような測定器によれば、測定器を、測定対象の軸に、軸側の追加加工無しに容易に後付けすることができる。また、ひずみゲージを軸に直接固定しないので、ひずみゲージの固定に関わる取り扱いの不便や、当該固定の状態に依存する誤差の発生なく、軸のトルクや応力や歪みを精度良く計測できる。
【発明の効果】
【0009】
以上のように、本発明によれば、軸のトルクや応力や歪みを、より精度良く計測できる、後付け可能な測定器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係る測定器の構成を示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係る測定器の使用形態を示す図である。
【図3】本発明の実施形態に係る測定器の検出回路の例を示す図である。
【図4】本発明の実施形態に係る測定器の検出回路の他の例を示す図である。
【図5】本発明の実施形態に係る測定器の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１ａ1-ａ６に回転軸のトルクの計測に適用する場合の、本実施形態に係る測定器の構成を示す。
便宜上、図中に示すように測定器の前後上下左右を定めるものとして、図１ａ１は測定器の上面を、図１ａ２は測定器の左側面を、図１ａ３は測定器の前面を表す。
また、図１ａ４は測定器の斜視したようすを表し、図１ａ５は図１ａ３の断面線Ａ-Ａによる断面を表し、図１ａ６は図１ａ２の断面線Ｂ-Ｂによる断面を表す。
なお、測定器の下面は上面と同様に表れ、測定器の右面は左面と同様に表れ、測定器の後面は前面と同様に表れる。
図示するように、測定器は、上部ブロック１と下部ブロック２を上下に４本のボルト３で連結した構造を有する。
図１ａ３、図１ａ５に示すように、上部ブロック１の下面の上下左右方向の中央部は上方向に凹んでおり、下部ブロック２の上面の上下左右方向の中央部は下方向に凹んでおり、これらの凹みにより測定器全体として前後方向に貫通した中空部４が形成される。
また、上部ブロック１と下部ブロック２の前端部により、測定器の前端を回転軸に固定するための前端クランプ部Ｆが構成され、上部ブロック１と下部ブロック２の後端部により、測定器の後端を回転軸に固定するための後端クランプ部Ｒが構成されている。
いま、上部ブロック１の中空部４側を上部ブロック１の内側、上部ブロック１の中空部４と反対となる側を上部ブロック１の外側、下部ブロック２の中空部４側を下部ブロック２の内側、下部ブロック２の中空部４と反対となる側を下部ブロック２の外側として、上部ブロック１の前後方向の中央部は、外側上部において下方に凹み、内側において、上部ブロック１の前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒよりも、さらに外側に凹んだ肉薄の形状を有する上部起歪部１１となっている。また、下部ブロック２の前後方向の中央部は、外側下部において上方に凹み、内側において、下部ブロック２の前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒよりも、さらに外側に凹んだ肉薄の形状を有する下部起歪部２１となっている。
図１ａ1-ａ６に回転軸のトルクの計測に適用する場合の、本実施形態に係る測定器の構成を示す。
便宜上、図中に示すように測定器の前後上下左右を定めるものとして、図１ａ１は測定器の上面を、図１ａ２は測定器の左側面を、図１ａ３は測定器の前面を表す。
また、図１ａ４は測定器の斜視したようすを表し、図１ａ５は図１ａ３の断面線Ａ-Ａによる断面を表し、図１ａ６は図１ａ２の断面線Ｂ-Ｂによる断面を表す。
なお、測定器の下面は上面と同様に表れ、測定器の右面は左面と同様に表れ、測定器の後面は前面と同様に表れる。
図示するように、測定器は、上部ブロック１と下部ブロック２を上下に４本のボルト３で連結した構造を有する。
図１ａ３、図１ａ５に示すように、上部ブロック１の下面の上下左右方向の中央部は上方向に凹んでおり、下部ブロック２の上面の上下左右方向の中央部は下方向に凹んでおり、これらの凹みにより測定器全体として前後方向に貫通した中空部４が形成される。
また、上部ブロック１と下部ブロック２の前端部により、測定器の前端を回転軸に固定するための前端クランプ部Ｆが構成され、上部ブロック１と下部ブロック２の後端部により、測定器の後端を回転軸に固定するための後端クランプ部Ｒが構成されている。
いま、上部ブロック１の中空部４側を上部ブロック１の内側、上部ブロック１の中空部４と反対となる側を上部ブロック１の外側、下部ブロック２の中空部４側を下部ブロック２の内側、下部ブロック２の中空部４と反対となる側を下部ブロック２の外側として、上部ブロック１の前後方向の中央部は、外側上部において下方に凹み、内側において、上部ブロック１の前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒよりも、さらに外側に凹んだ肉薄の形状を有する上部起歪部１１となっている。また、下部ブロック２の前後方向の中央部は、外側下部において上方に凹み、内側において、下部ブロック２の前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒよりも、さらに外側に凹んだ肉薄の形状を有する下部起歪部２１となっている。
【0012】
したがって、中空部４の上下左右方向の中心を通る前後方向の直線を測定器の軸とし、軸と垂直な方向を測定器の径方向とすると、上部ブロック１と下部ブロック２の間の径方向の距離は、前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒにおいて、その間の上部起歪部１１や下部起歪部２１となる前後方向中央部よりも小さく、測定部の中空部４の径は、前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒにおいて小さくなっている。
ただし、図示した中空部４の形状は一例であり、上部ブロック１と下部ブロック２は、前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒにおいて、上部ブロック１と下部ブロック２間の空間が径方向について最も窄む形状を備えていれば足りる。
ただし、図示した中空部４の形状は一例であり、上部ブロック１と下部ブロック２は、前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒにおいて、上部ブロック１と下部ブロック２間の空間が径方向について最も窄む形状を備えていれば足りる。
【0013】
そして、図１ａ５、図１ａ６に示すように、上部ブロック１の上部起歪部１１の上面の前後左右方向の中央の位置に上部外周側ひずみゲージ５１が接着等により固定され、上部起歪部１１の下面の前後左右方向の中央の位置に上部内周側ひずみゲージ５２が接着等により固定されている。
また、下部起歪部２１の下面の前後左右方向の中央の位置に下部外周側ひずみゲージ６１が接着等により固定され、下部起歪部２１の上面の前後左右方向の中央の位置に下部内周側ひずみゲージ６２が接着等により固定されている。
ただし、上部外周側ひずみゲージ５１や上部内周側ひずみゲージ５２の前後方向の位置は、上部起歪部１１の前後方向の中央の位置から、前端クランプ部Ｆや後端クランプ部Ｒ側に偏らせた位置としてよい。また、下部外周側ひずみゲージ６１や下部内周側ひずみゲージ６２の前後方向の位置は、下部起歪部２１の前後方向の中央の位置から、前端クランプ部Ｆや後端クランプ部Ｒ側に偏らせた位置としてよい。
各ひずみゲージとしては、たとえば、図１ｂに示すように、前後方向に対して４５度反対方向に傾いた２つの抵抗Ｒ１、Ｒ２を備えた２素子型のひずみゲージ（クロスゲージ）を用いることができる。
ここで、図示は省略したが、測定器には、上部外周側ひずみゲージ５１、下部外周側ひずみゲージ６１、上部内周側ひずみゲージ５２、下部内周側ひずみゲージ６２を用いた検出回路や、検出回路で検出した値を外部に無線送信する無線通信装置や、これらに電力を供給するバッテリなども内蔵されている。
また、下部起歪部２１の下面の前後左右方向の中央の位置に下部外周側ひずみゲージ６１が接着等により固定され、下部起歪部２１の上面の前後左右方向の中央の位置に下部内周側ひずみゲージ６２が接着等により固定されている。
ただし、上部外周側ひずみゲージ５１や上部内周側ひずみゲージ５２の前後方向の位置は、上部起歪部１１の前後方向の中央の位置から、前端クランプ部Ｆや後端クランプ部Ｒ側に偏らせた位置としてよい。また、下部外周側ひずみゲージ６１や下部内周側ひずみゲージ６２の前後方向の位置は、下部起歪部２１の前後方向の中央の位置から、前端クランプ部Ｆや後端クランプ部Ｒ側に偏らせた位置としてよい。
各ひずみゲージとしては、たとえば、図１ｂに示すように、前後方向に対して４５度反対方向に傾いた２つの抵抗Ｒ１、Ｒ２を備えた２素子型のひずみゲージ（クロスゲージ）を用いることができる。
ここで、図示は省略したが、測定器には、上部外周側ひずみゲージ５１、下部外周側ひずみゲージ６１、上部内周側ひずみゲージ５２、下部内周側ひずみゲージ６２を用いた検出回路や、検出回路で検出した値を外部に無線送信する無線通信装置や、これらに電力を供給するバッテリなども内蔵されている。
【0014】
次に、測定器の使用法について説明する。
使用時には、図２ａ１に示すように、測定対象の回転軸１００が間に位置するように分離した上部ブロック１と下部ブロック２を配置した上で、図２ａ２、ａ３に示すように、上部ブロック１と下部ブロック２をボルト３で締結し、上部ブロック１と下部ブロック２で中空部４を貫通した回転軸１００を挟み込む形態で、測定器を回転軸１００に固定する。
使用時には、図２ａ１に示すように、測定対象の回転軸１００が間に位置するように分離した上部ブロック１と下部ブロック２を配置した上で、図２ａ２、ａ３に示すように、上部ブロック１と下部ブロック２をボルト３で締結し、上部ブロック１と下部ブロック２で中空部４を貫通した回転軸１００を挟み込む形態で、測定器を回転軸１００に固定する。
【0015】
ここで、図２ｂ１に図２ａ３の断面線Ｃ-Ｃによる断面を、図２ｂ２に図２ａ２の断面線Ｄ-Ｄによる断面を示すように、測定器を回転軸１００に固定した状態において、上部ブロック１の上部起歪部１１の回転軸１００側の面と、下部ブロック２の下部起歪部２１の回転軸１００側の面は、前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒよりも回転軸１００の経方向（外側方向）に凹んでいるので回転軸１００と接触しておらず、上部ブロック１と下部ブロック２は前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒでのみ、回転軸１００と接触している。すなわち、上部ブロック１と下部ブロック２は、測定器の中空部４の径が小さい前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒでのみ回転軸１００を挟み込みクランプする形態で、回転軸１００に固定されている。
【0016】
また、上部起歪部１１、下部起歪部２１の回転軸１００側の面に配置した上部内周側ひずみゲージ５２と下部内周側ひずみゲージ６２も回転軸１００と接触していない。
さて、このように測定器を回転軸１００に固定した状態で、図２ｃに示すように回転軸１００にトルクが負荷され回転軸１００が捻れると、回転軸１００をクランプしている前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒ間にねじれ角の差が発生し、上部起歪部１１、下部起歪部２１にせん断歪みが生じる。
さて、このように測定器を回転軸１００に固定した状態で、図２ｃに示すように回転軸１００にトルクが負荷され回転軸１００が捻れると、回転軸１００をクランプしている前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒ間にねじれ角の差が発生し、上部起歪部１１、下部起歪部２１にせん断歪みが生じる。
【0017】
また、このせん断歪みは、上部外周側ひずみゲージ５１、下部外周側ひずみゲージ６１、上部内周側ひずみゲージ５２、下部内周側ひずみゲージ６２を用いた検出回路で検出される。そして、検出された値は、無線通信装置により外部に無線送信され、外部の装置において検出された値をトルクに変換することによりトルクの測定が行われる。
【0018】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上部外周側ひずみゲージ５１、下部外周側ひずみゲージ６１、上部内周側ひずみゲージ５２、下部内周側ひずみゲージ６２は、これら全てを設けなくてよく、少なくともいずれか１つのひずみゲージを設ければよい。
ただし、少なくとも２つのひずみゲージを設けて回転軸１００の曲げ歪みをキャンセルすることが好ましい。
この場合、たとえば、上部外周側ひずみゲージ５１と上部内周側ひずみゲージ５２の組み合わせ、下部外周側ひずみゲージ６１と下部内周側ひずみゲージ６２の組み合わせ、上部外周側ひずみゲージ５１と下部外周側ひずみゲージ６１の組み合わせ、上部内周側ひずみゲージ５２と下部内周側ひずみゲージ６２の組み合わせのいずれかによって、回転軸１００の曲げ歪みや引張圧縮歪みをキャンセルすることができる。
ただし、少なくとも２つのひずみゲージを設けて回転軸１００の曲げ歪みをキャンセルすることが好ましい。
この場合、たとえば、上部外周側ひずみゲージ５１と上部内周側ひずみゲージ５２の組み合わせ、下部外周側ひずみゲージ６１と下部内周側ひずみゲージ６２の組み合わせ、上部外周側ひずみゲージ５１と下部外周側ひずみゲージ６１の組み合わせ、上部内周側ひずみゲージ５２と下部内周側ひずみゲージ６２の組み合わせのいずれかによって、回転軸１００の曲げ歪みや引張圧縮歪みをキャンセルすることができる。
【0019】
いま、組み合わせ中の一方のひずみゲージをＧ１、他方のひずみゲージをＧ２とし、ひずみゲージＧ１、Ｇ２の向きを前後方向について反対として固定した場合には、たとえば、検出回路を図３ａに示すブリッジ回路とすることにより、検出値に表れる、図３ｂに示すような回転軸１００の引張圧縮歪みや曲げ歪みによる影響をキャンセルすることができる。
【0020】
なお、ひずみゲージＧ１、Ｇ２の２つのひずみゲージを設ける場合には、好ましくは、上部外周側ひずみゲージ５１と上部内周側ひずみゲージ５２の組み合わせか、下部外周側ひずみゲージ６１と下部内周側ひずみゲージ６２の組み合わせとすることが、上部ブロック１と下部ブロック２との一方のみに、ひずみゲージや検出回路や無線通信装置やバッテリなどの各部をまとめて設ける構成をとることができる観点などより好ましい。
【0021】
以上のように本実施形態によれば、ひずみゲージを回転軸１００に直接固定しないので、ひずみゲージの固定に関わる取り扱いの不便や、当該固定の状態に依存する誤差の発生なく、回転軸１００のトルクを精度良く計測できる。
【0022】
また、測定器を、自動車のドライブシャフトなどの動力伝達シャフトに追加加工無しに容易に後付けすることができる。また、測定器は、動力伝達シャフト以外の外部との機械的な連結を必要としないので、自動車の実路評価と台上試験装置での評価を同じ態様で行うことができる。
また、本実施形態の測定器は、自動車に限らず、任意の機械の回転軸/動力伝達軸に後付けで取り付けて使用することができる。
たとえば、測定器は、ひずみゲージを、引張圧縮歪み検出用のひずみゲージとすることにより、プレス荷重支持柱の軸方向の引張圧縮歪みを検出するタイバーセンサなどの、軸方向の張圧縮歪みを検出する測定器として用いることができる。この場合、ひずみゲージは、回転軸１００をクランプしている前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒ間の距離の変化によって上部起歪部１１、下部起歪部２１に発生する引張圧縮歪みを検出するように設ける。
また、本実施形態の測定器は、自動車に限らず、任意の機械の回転軸/動力伝達軸に後付けで取り付けて使用することができる。
たとえば、測定器は、ひずみゲージを、引張圧縮歪み検出用のひずみゲージとすることにより、プレス荷重支持柱の軸方向の引張圧縮歪みを検出するタイバーセンサなどの、軸方向の張圧縮歪みを検出する測定器として用いることができる。この場合、ひずみゲージは、回転軸１００をクランプしている前端クランプ部Ｆと後端クランプ部Ｒ間の距離の変化によって上部起歪部１１、下部起歪部２１に発生する引張圧縮歪みを検出するように設ける。
【0023】
たとえば、この場合には、各ひずみゲージとして、図４ａに示すような１素子型のひずみゲージを用いる。
この場合にも、上述した組み合わせのいずれかによるひずみゲージＧ１、Ｇ２の２つのひずみゲージを設け、検出回路を図４ｂに示すブリッジ回路とすることにより、検出値に表れる、曲げ歪みによる影響をキャンセルすることができる。
また、以上では、上部ブロック１と下部ブロック２を４本のボルト３で同じ方向から連結したが、４本のボルト３で上部ブロック１と下部ブロック２を連結する方向は、たとえば、図５ａ１、ａ２に示すように、前後に隣り合うボルト３同士、左右に隣り合うボルト３同士で、相互に反対方向としてよい。これにより、回転時の測定器のバランスが向上することが期待できると共に、上部ブロック１と下部ブロック２として同じ形状の部品を共用できる。
また、以上では、４つのボルト３を取り外すことにより、上部ブロック１と下部ブロック２とが完全に分離できるようにしたが、これは必須ではなく、上部ブロック１と下部ブロック２の間に回転軸１００を配置できる仕組みが測定器に備わっていれば足りる。
たとえば、図５ｂ１に示すように、上部ブロック１と下部ブロック２の右側の２つのボルト３の代わりに、ヒンジ７０で、上部ブロック１と下部ブロック２の右側を連結し、左側の２つのボルト３を取り外したときに、上部ブロック１を下部ブロック２に対して相対的に開閉できるようにしてもよい。
この場合、使用時には、図５ｂ２に示すように、左側の２つのボルト３を取り外し、上部ブロック１と下部ブロック２を開いて、間に回転軸１００が位置するように上部ブロック１と下部ブロック２を配置し、図５ｂ３に示すように上部ブロック１と下部ブロック２を閉じる。そして、図５ｂ３、ｂ４に示すように、上部ブロック１と下部ブロック２を、左側の２つのボルト３で締結し、上部ブロック１と下部ブロック２で回転軸１００を挟み込む形態で、測定器を回転軸１００に固定する。
この場合にも、上述した組み合わせのいずれかによるひずみゲージＧ１、Ｇ２の２つのひずみゲージを設け、検出回路を図４ｂに示すブリッジ回路とすることにより、検出値に表れる、曲げ歪みによる影響をキャンセルすることができる。
また、以上では、上部ブロック１と下部ブロック２を４本のボルト３で同じ方向から連結したが、４本のボルト３で上部ブロック１と下部ブロック２を連結する方向は、たとえば、図５ａ１、ａ２に示すように、前後に隣り合うボルト３同士、左右に隣り合うボルト３同士で、相互に反対方向としてよい。これにより、回転時の測定器のバランスが向上することが期待できると共に、上部ブロック１と下部ブロック２として同じ形状の部品を共用できる。
また、以上では、４つのボルト３を取り外すことにより、上部ブロック１と下部ブロック２とが完全に分離できるようにしたが、これは必須ではなく、上部ブロック１と下部ブロック２の間に回転軸１００を配置できる仕組みが測定器に備わっていれば足りる。
たとえば、図５ｂ１に示すように、上部ブロック１と下部ブロック２の右側の２つのボルト３の代わりに、ヒンジ７０で、上部ブロック１と下部ブロック２の右側を連結し、左側の２つのボルト３を取り外したときに、上部ブロック１を下部ブロック２に対して相対的に開閉できるようにしてもよい。
この場合、使用時には、図５ｂ２に示すように、左側の２つのボルト３を取り外し、上部ブロック１と下部ブロック２を開いて、間に回転軸１００が位置するように上部ブロック１と下部ブロック２を配置し、図５ｂ３に示すように上部ブロック１と下部ブロック２を閉じる。そして、図５ｂ３、ｂ４に示すように、上部ブロック１と下部ブロック２を、左側の２つのボルト３で締結し、上部ブロック１と下部ブロック２で回転軸１００を挟み込む形態で、測定器を回転軸１００に固定する。
【符号の説明】
【0024】
１…上部ブロック、２…下部ブロック、３…ボルト、４…中空部、１１…上部起歪部、２１…下部起歪部、５１…上部外周側ひずみゲージ、５２…上部内周側ひずみゲージ、６１…下部外周側ひずみゲージ、６２…下部内周側ひずみゲージ、７０…ヒンジ、１００…回転軸、Ｆ…前端クランプ部、Ｒ…後端クランプ部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
