JP2016061689A - 捩りモーメント検出素子および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
高精度な捩りモーメント検出を可能とする捩りモーメント検出素子の提供をする。
【解決手段】
被測定対象部位（２０）に添着する捩りモーメント検出素子（１）であって、ホイートストンブリッジ回路を構成する複数の歪みゲージ（Ｇｃ１１，Ｇｔ１１，Ｇｃ１２，Ｇｔ１２，Ｇｃ２１，Ｇｔ２１，Ｇｃ２２，Ｇｔ２２）からなり、かつ前記複数の歪みゲージは、可撓性を備えたシート状の単一電気絶縁部材（２）の表面に金属膜のパターンで形成されたことを特徴とする捩りモーメント検出素子。
【選択図】図１

Description

本発明は、被測定対象部位の表面に添着し、そこに発生する捩りモーメントを電気的に計測するための検出素子に関し、特に歪みゲージを用いた捩りモーメント検出素子および装置に関するものである。

被測定対象部位の捩りモーメント測定を活かした機器として、トルク測定装置やトルク検出器が以前から知られている。トルク検出器は円形断面からなる回転軸を備え、その一端は動力源となる駆動側に接続し、もう一端には動力を伝える負荷側に接続される。動力源が駆動することによって、回転軸には捩りモーメントが発生するため、この捩りモーメントの大きさを測定することによって、動力源から負荷に伝達するトルクの大きさを検出することが可能となる。特にホイートストンブリッジ回路を構成する複数歪みゲージを用いた検出素子によって、捩りモーメントの大きさを計測するトルク検出器では、回転軸の一部に起歪部を設けて、その部分で測定を行うことで、高精度に検出することを可能としている。

特許文献１は、回転体のトルク測定装置に関する技術が開示されている。図１１において、Ｃフランジ８Ｒを介して駆動軸からのトルクが入力され、Ｃフランジ８Ｌを介して負荷軸からの負荷を受ける。ここで、軸方向の中間部に筒状体の薄肉構造をとる起歪部１ａが介挿されている。起歪部１ａには、中心軸に対し対称の側面部２箇所表面が平面状に削られた平坦部を備え、そこには一対の歪みゲージ２３が添着されている。起歪部１ａに生じる捩りモーメントは、一対の歪みゲージ２３によって抵抗変化に変換されトルク（捩りモーメント）に対応した電圧（または電流）として検出することを可能としている。

また特許文献２では、モータにより回転駆動され所定の締め付けトルクにてねじ等を締め付けるねじ締め工具のトルク検出器（トルクセンサ）に関する技術が開示されている。図１２のＡ−Ａ断面では回転軸５の径が細くなっていて（起歪部に相当）、図１３で示すように、その断面が概ね四角形をなし、外周の４つの面にはそれぞれ歪みゲージが添着され、トルク（捩りモーメント）検出精度の向上を図っている。

特開平０６−３０１８８１号公報 特開２０１２−１３９７８６号公報

特許文献１および２では、もとが円形の断面形状をなす回転軸に対して、その起歪部において平坦部を設けたり、四角形の断面形状なすことで、平面を対象に歪みゲージが容易に添着することができた。その結果、歪みゲージの位置および角度の取り付け精度を高め、リニアライズやゼロバランス等の調整を容易かつ正確に行うことを可能とし、掛る捩りモーメントの検出精度の向上を図っていた。

しかしながら、さらなる捩りモーメントの検出精度向上が求められる場合、歪みゲージは添着する径に反比例してその感度が向上するため、より一層の起歪部の小径化が求められる。起歪部の小径化が進むことによって、複数の歪みゲージを添着するに十分な平坦部の面積を確保することは困難となる。よって曲面に対する歪みゲージの添着が必要となり、添着する歪みゲージの位置や角度の精度にバラツキが大きくなり、各種調整の難易度も上がり、結果として所望する捩りモーメントの検出精度の実現は不可能となっていた。

本発明は、断面が小径の円形または楕円形からなる起歪部であっても、高精度な捩りモーメント検出を可能とするため、複数の歪みゲージの添着する位置および角度精度が高い捩りモーメント検出素子の提供を課題としている。

本発明、請求項１記載の捩りモーメント検出素子は、断面が円形または楕円形の被測定対象部位に添着することを前提とし、ホイートストンブリッジ回路を構成する複数の歪みゲージからなり、かつ複数の歪みゲージは、可撓性を備えたシート状の単一電気絶縁部材の表面に金属膜のパターンで形成されたことを特徴とする。

本発明、請求項２記載の捩りモーメント検出素子は、請求項１の特徴に加え、短冊形の外形形状をなし、かつ複数の歪みゲージが同一の方向に最大感度を有する少なくとも一対の歪みゲージからなり、また被測定対象部位への巻回時において、同一の方向に最大感度を有する少なくとも一対の歪みゲージは、被測定対象部位の中心軸に対して対称な位置をなしていることを特徴とする。

本発明、請求項３記載の捩りモーメント検出素子は、請求項２の特徴に加え、被測定対象部位への巻回時おいて始端部の稜線と終端部の稜線とが、それぞれ切欠き部または突出部を有し、始端部の稜線と終端部の稜線とが全辺に亘って嵌合し位置決めを可能とすることを特徴とする。

本発明、請求項４記載の捩りモーメント検出素子は、請求項３の特徴に加え、被測定対象部位への巻回時における始端部の稜線と終端部の稜線が、１以上の直線および１以上曲線の少なくともどちらか一方によって形成されることを特徴とする。

本発明、請求項５記載の捩りモーメント検出素子は、請求項２の特徴に加え、被測定対象部位への巻回時における始端部の稜線と終端部の稜線とで対向する２以上の頂点の組を備え、頂点の組を点接触させ位置決め可能とすることを特徴とする。

本発明、請求項６記載の捩りモーメント検出装置は、断面が円形または楕円形の被測定対象部位の捩りモーメント検出装置であって、ホイートストンブリッジ回路を構成する複数の歪みゲージを有し、かつ複数の歪みゲージは、可撓性を備えたシート状の単一電気絶縁部材の表面に金属膜のパターンで形成され、被測定対象部位に巻回されていることを特徴とする。

本発明、請求項７記載の捩りモーメント検出装置は、請求項６の特徴に加え、複数の歪みゲージが同一の方向に最大感度を有する少なくとも一対の歪みゲージからなり、また被測定対象部位への巻回時において、同一の方向に最大感度を有する少なくとも一対の歪みゲージが、被測定対象部位の中心軸に対して対称な位置をなすことを特徴とする。

本発明の捩りモーメント検出素子によれば、素子を構成する複数の歪みゲージが、すべて単一の電気絶縁部材上に存在するため、相互の位置および角度に関する精度は予め確保され、その取り付けに関しては、唯一シート状の電気絶縁部材を被測定対象部位である回転軸の起歪部に添着するだけとなり煩雑な調整から解放される。また、歪みゲージは金属パターンからなり、一体化する電気絶縁部材と共に可撓性を備えているため、曲面に対して添着することへの問題もなくなる。よって、円形断面からなる小径な起歪部対しても、容易に添着できかつ高精度な捩りモーメント検出を可能とする。

本発明の捩りモーメント検出素子、第一の実施形態の展開図である。 本発明、第一の実施形態で、捩りモーメント検出素子が湾曲した状態を示す図である。 本発明、第一の実施形態で、捩りモーメント検出素子を円筒形の被測定対象部位に添着した状態を示す図である。 本発明、第一の実施形態で、捩りモーメント検出素子を円筒形の被測定対象部位に添着した状態における複数の歪みゲージの位置関係を示す図である。 本発明の捩りモーメント検出素子、第二の実施形態の展開図である。 本発明、第二の実施形態で、円形断面の回転軸に添着した状態を示す図である。 本発明の捩りモーメント検出素子、第三の実施形態の展開図である。 本発明の第三の実施形態で、円形断面の回転軸に添着した状態を示す図である。 本発明の捩りモーメント検出素子、第四の実施形態の展開図である。 本発明の第四の実施形態で、円形断面の回転軸に添着した状態を示す図である。 従来の捩りモーメント検出装置の検出部を示す図である。 従来の捩りモーメント検出器が組込まれたねじ締め工具の横断面を示す図である。 図１２の従来の捩りモーメント検出器が組込まれたねじ締め工具の捩りモーメント検出器の断面Ａ−Ａを示す図である。 本発明の捩りモーメント検出素子を構成する歪みゲージの接続状態を示す図である。 本発明の捩りモーメント検出素子を構成する歪みゲージの感知部を示す図である。

次に、本発明の実施形態について、図面に基づき詳細を説明する。
図１〜４は、本発明の第一の実施形態の構成を示した図である。この捩りモーメント検出素子１は、シート状の電気絶縁部材２と、８つの歪みゲージＧｃ１１，Ｇｔ１１，Ｇｃ１２，Ｇｔ１２，Ｇｃ２１，Ｇｔ２１，Ｇｃ２２，Ｇｔ２２（以下、Ｇｃ１１〜Ｇｃ２２，Ｇｔ１１〜Ｇｔ２２で示す）と、８つの歪みゲージＧｃ１１〜Ｇｃ２２，Ｇｔ１１〜Ｇｔ２２がホイートストンブリッジ回路を構成するため接続配線ＣＰと電極Ｐおよびカバーフィルム（図示せず）よって構成される。尚、８つの歪みゲージＧｃ１１〜Ｇｃ２２，Ｇｔ１１〜Ｇｔ２２と電極Ｐと接続配線ＣＰとの結線状態は、図１４にその略図を示す。

本実施の形態においては、シート状の電気絶縁部材２はポリイミドフィルムで、例えば厚みが２５μｍのものを用いる。尚、シート状の電気絶縁部材２は可撓性を備え、フレキシブルに変形可能である。さらに後述する被測定対象部位の捩れを、確実に歪みゲージの感知部に伝搬することを可能とする素材である。

８つの歪みゲージＧｃ１１〜Ｇｃ２２，Ｇｔ１１〜Ｇｔ２２と接続配線ＣＰ及び電極Ｐは、シート状の電気絶縁部材２上に設けられ、金属箔を積層することで形成される。この金属箔はシート状の電気絶縁部材２と接着剤を介して接着される。本実施形態では金属箔は厚み２．５μｍで、銅５５％、ニッケル４５％の合金を用いている。接着はポリイミド系の接着剤をシート状の電気絶縁部材２の上面に塗布し、加圧および熱硬化により接着が行われる。この状態では８つの歪みゲージＧｃ１１〜Ｇｃ２２，Ｇｔ１１〜Ｇｔ２２と接続配線ＣＰ及び電極Ｐとなる金属箔がシート状の電気絶縁部材２の上面略全域を覆っているため、次いで８つの歪みゲージＧｃ１１〜Ｇｃ２２，Ｇｔ１１〜Ｇｔ２２と接続配線ＣＰ及び電極Ｐとなるパターンの作製を行う。

作製には予め所定のパターンを拡大したものをスクリーンに描き、このスクリーンのパターンをフォトマスク上に投射させて、原寸サイズのフォトマスクを作っておく。

シート状の電気絶縁部材２上に貼られた金属箔の表面に、フォトレジスト（液レジ）をスピンコート塗布、ディップコーター塗布、もしくはドライフィルム等の積層貼付けにより形成する。その後プリベークにより、フォトレジスト中に残っている溶媒を蒸発させてフォトレジスト膜を緻密にした後、原寸サイズのフォトマスクを介してＵＶ光線により露光を行う。次いで現像液に浸して現像し、不要な部分を除去する。

このフォトレジストが除去されて金属箔表面が露出した部分をエッチング除去して、８つの歪みゲージＧｃ１１〜Ｇｃ２２，Ｇｔ１１〜Ｇｔ２２と接続配線ＣＰ及び電極Ｐからなる所定のパターンを形成する。その前処理としてフォトレジストをポストベーク（熱処理）して残存する現像液やリンス液，水分を除去するとともに、フォトレジスト膜の密着性およびエッチング耐性を向上させた後、エッチング液に投入して、露出した金属箔部分を除去する。

エッチングされずに残った８つの歪みゲージＧｃ１１〜Ｇｃ２２，Ｇｔ１１〜Ｇｔ２２と接続配線ＣＰ及び電極Ｐの表面には、フォトレジストが残存しているため、フォトレジスト剥離剤で除去する。これで、所望のパターンを有する８つの歪みゲージＧｃ１１〜Ｇｃ２２，Ｇｔ１１〜Ｇｔ２２と接続配線ＣＰ及び電極Ｐが得られる。

さらに、パターン上面に保護層として、カバーフィルムを貼る。カバーフィルムはポリイミドフィルムで厚みが１２．５μｍのものを用いる。なお電極Ｐの上面については、予めこのカバーフィルムに所定の開口孔をレーザ加工もしくはプレス抜き加工等によって形成しておき、これを貼り合わせて電極Ｐを露出させる。この貼り合わせは前述のポリイミド系の接着剤を塗布し、加圧および熱硬化により接着が行われる。

上述の手順によって作製された８つの歪みゲージＧｃ１１，Ｇｔ１１，Ｇｃ１２，Ｇｔ１２，Ｇｃ２１，Ｇｔ２１，Ｇｃ２２，Ｇｔ２２は、被測定対象部位の変形に対して出力変化の最も大きい最大感度の方向が、図１のＤｃ１１，Ｄｔ１１，Ｄｃ１２，Ｄｔ１２，Ｄｃ２１，Ｄｔ２１，Ｄｃ２２，Ｄｔ２２ｔに相当する。ここで、Ｄｃ１１とＤｃ１２およびＤｃ２１とＤｃ２２は同じ方向にあって、歪みゲージＧｃ１１とＧｃ１２およびＧｃ２１とＧｃ２２は、最大感度の方向が同一の対をなす歪みゲージである。また、Ｄｔ１１とＤｔ１２およびＤｔ２１とＤｔ２２においても同様に、最大感度の方向が同じ方向にあり、歪みゲージＧｔ１１とＧｔ１２およびＧｔ２１とＧｔ２２も、それぞれ対をなす歪みゲージとなる。さらに、Ｄｃ１１とＤｔ１１、Ｄｃ１２とＤｔ１２、Ｄｃ２１とＤｔ２１およびＤｃ２２とＤｔ２２は、互いに直交する方向をなしている。

続いて捩りモーメント検出素子１は、カバーフィルムが貼られている側を外周面として、図２に示すように湾曲させ、図３のように被測定対象部位であるトルク検出器１０の回転軸２０の起歪部２０ｂ外周面へと添着する。添着方法としては、起歪部２０ｂの外周面または、捩りモーメント検出素子１の内周側の面に、シアノアクリレート系、エポキシ系、フェノール系等の接着剤を塗布し、捩りモーメント検出素子１を巻き付けて接着剤を凝固させて添着する。

このとき短冊形状である捩りモーメント検出素子１は、起歪部２０ｂへの巻回時、始端部となる図１のＸ方向の端部Ａの稜線ａｌと、終端部となる図１のＸ方向もう一方の端部Ｂの稜線ｂｌとは全辺に亘って接合がなされ円筒形が形成される。さらに捩りモーメント検出素子１を構成する８つの歪みゲージＧｃ１１〜Ｇｃ２２，Ｇｔ１１〜Ｇｔ２２は、図３で示すようにその感知部（図１５のＣおよびＴ）がすべて起歪部２０ｂの中心軸ＳＬと直交する円形平面の円周線ＣＬ１およびＣＬ２の間の円周面上に位置する。ここで、円周線ＣＬ１とＣＬ２間の距離は、本実施形態では８つの歪みゲージＧｃ１１〜Ｇｃ２２，Ｇｔ１１〜Ｇｔ２２の感知部が、すべて同じ幅で図１５のＷｃ（＝Ｗｔ）となる。感知部の幅が異なる場合は、最も広い歪みゲージの幅と等しい幅となる。

さらに、前述の最大感度の方向が同一な対をなす歪みゲージＧｃ１１とＧｃ１２およびＧｔ１１とＧｔ１２は、図４（ａ）で示すように、起歪部２０ｂの中心軸ＳＬに対して対称な位置を成す。同様に、歪みゲージＧｃ２１とＧｃ２２およびＧｔ２１とＧｔ２２の歪みゲージ対も、図４（ｂ）で示すように、中心軸ＳＬに対して対称な位置を成す。

次に、図３におけるトルク検出器１０の構成についての詳細な説明を加えておく。回転軸２０は起歪体と動力伝達軸を兼ねるもので、筐体９の側壁に転がり軸受４ａ，４ｂを介して回転可能に支持されている。この回転軸２０の起歪部２０ｂは、駆動側接続部２０ａと負荷側接続部２０ｃとの間に位置し、その外径寸法は、駆動側接続部２０ａおよび負荷側接続部２０ｃより小径となっている。

回転軸２０には回転側基板３０が固定されていて、回転側基板３０上には検出回路（図示せず）が設けられている。この検出回路は、捩りモーメント検出素子１に結線されてホイートストンブリッジを形成する回路と、捩りモーメント検出素子１の抵抗値変化を微小な電圧信号に変換したアナログ出力を、デジタル信号に変換するＡＤ変換回路と、このデジタル信号を処理するＣＰＵと、この処理した信号を検出信号としてＩｒＤＡなどの赤外線通信で送信する非接触伝送手段である送信回路とからなる。

一方、筐体９には固定側基板７が固定され、固定側基板７上には、出力回路が設けられている。この出力回路は、検出回路からの検出信号を受信する受信回路と、受信した検出信号を処理するＣＰＵと、処理した検出信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換回路とからなり、アナログ変換した電圧信号を外部に出力するものである。

また、固定側基板７上には、出力回路に電力を供給する電源回路が設けられ、外部から電力が供給される。加えて、固定側基板７には、回転トランスの一次側を構成する、コの字状フェライトに銅線を捲回してなる固定側コイル６が設けられている。この固定側コイル６には、電源回路から電力が供給される。

一方、回転軸２０には固定側コイル６と所定間隔をおいて対向するように、回転トランスの二次側を構成する、円筒状フェライトコアの外周に銅線を捲回してなる軸側コイル５が設けられている。

以上、第一の実施形態によると、被測定対象部位であるトルク検出器の回転軸の起歪部に対して、その捩りモーメントを検出する捩りモーメント検出素子は、検出性能を左右する８つの歪みゲージの位置および角度を高精度に作製することを可能とし、また可撓性によって被測定対象部位が曲面形状であっても影響なく容易に精度よく添着することを可能とする。

次に、本発明の第二の実施形態を、第一の実施形態との異なる点について図５、図６に基づき詳細な説明を行う。

第二の実施形態では、作製する８つの歪みゲージＧｃ１１１，Ｇｔ１１１，Ｇｃ１１２，Ｇｔ１１２，Ｇｃ１２１，Ｇｔ１２１，Ｇｃ１２２，Ｇｔ１２２のパターンが図５のＸ方向に対して長尺である。起歪部２０ｂの外周に対して第一の実施形態のように、８つの歪みゲージすべてを、歪みゲージの感知部幅と同じ幅の円周面上に配置すると、それぞれが干渉してしまう。そこで、図５で示すように歪みゲージＧｃ１１１とＧｔ１１１およびＧｃ１１２とＧｔ１１２の集合と、歪みゲージＧｃ１２１とＧｔ１２１およびＧｃ１２２とＧｔ１２２の集合と分けて、図５に示すようにＹ方向に対して別の列に配置する。

また図５に示すように、捩りモーメント検出素子１０１のＸ方向の端部Ａは、下部辺ＢＬから捩りモーメント検出素子１０１の幅ｗの２分の1（ｗ／２）長で、奥行き長さａの短冊状の切欠き部、または捩りモーメント検出素子１０１の上部辺ＴＬから、幅ｗの２分の1（ｗ／２）長で、長さａの短冊状の突出部を設け、もう一方のＸ方向の端部Ｂにおいては、捩りモーメント検出素子１０１の上部辺ＴＬから、端部Ａと同様に幅ｗの２分の1（ｗ／２）長で、奥行き長さａの短冊状の切欠き部、または捩りモーメント検出素子１０１の下部辺ＢＬから、幅ｗの２分の1（ｗ／２）長で、長さａの短冊状の突出部を設けている。

第一の実施形態と同様、図６で示すように捩りモーメント検出素子１０１を湾曲させ、トルク検出器１０の回転軸２０が備える起歪部２０ｂの外周面に対して添着する。ここで捩りモーメント検出素子１０１は、端部Ａの短冊状の切欠き部がなす稜線ａｌおよびもう一方の端部Ｂの短冊状の突出部がなす稜線ｂｌが全辺に亘って嵌合し円筒形が形成される。また、８つの歪みゲージＧｃ１１１〜Ｇｃ１２２，Ｇｔ１１１〜Ｇｔ１２２のうち、歪みゲージＧｃ１１１とＧｔ１１１およびＧｃ１１２とＧｔ１１２は、その感知部が起歪部２０ｂの中心軸ＳＬと直交する円形平面で、両者間の距離が歪みゲージＧｃ１１１、Ｇｔ１１１、Ｇｃ１１２、Ｇｔ１１２の感知部の幅と等しい円周線ＣＬ１１およびＣＬ１２の間の円周面上に位置する。加えて、歪みゲージＧｃ１２１とＧｔ１２１およびＧｃ１２２とＧｔ１２２においても、同様に感知部が起歪部２０ｂの中心軸ＳＬと直交する円形平面で、両者間の距離が歪みゲージＧｃ１２１、Ｇｔ１２１、Ｇｃ１２２、Ｇｔ１２２の感知部の幅と等しい円周線ＣＬ２１およびＣＬ２２の間の円周面上に位置する。尚、円周線ＣＬ１１とＣＬ２１およびＣＬ１２とＣＬ２２は起歪部２０ｂの中心軸ＳＬに距離ｔだけ離れている。

さらに、歪みゲージＧｃ１１１とＧｃ１１２およびＧｔ１１１とＧｔ１１２は、最大感度の方向が同一な対を成す歪みゲージで、第一の実施形態と同様に起歪部２０ｂの中心軸ＳＬに対して対称な位置を成す。歪みゲージＧｃ２１とＧｃ２２およびＧｔ２１とＧｔ２２も同じく対を成す歪みゲージであり、中心軸ＳＬに対して対称な位置を成す。

このような、歪みゲージのパターンが長尺である場合でも、隣り合うパターン同士を起歪部２０ｂの軸中心方向に交互にずらすことで、小径の起歪部に対しても添着が可能となる。

次に、本発明の第三の実施形態を、第一の実施形態との異なる点について図７および図８に基づき詳細な説明を行う。

図７で示すように、捩りモーメント検出素子２０１のＸ方向の端部Ａにおける稜線ａｌは、捩りモーメント検出素子２０１の上部辺ＴＬからＹ向に向かって一旦凹状の円弧形状をなし、さらに下部辺ＢＬに向けて凸状の円弧形状をなすＳ字形状の稜線を形成する。また、同じく捩りモーメント検出素子２０１のＸ方向のもう一方の端部Ｂにおける稜線ｂｌは、上部辺ＴＬからＹ向に向かって一旦凸状の円弧形状をなし、さらに下部辺ＢＬに向けて凹状の円弧形状をなす、稜線ａｌとは凹凸が逆となったＳ字形状を形成する。

第一の実施形態と同様、図８で示すように捩りモーメント検出素子２０１を湾曲させ、トルク検出器１０の回転軸２０に備わる起歪部２０ｂの外周面へと添着する。このとき捩りモーメント検出素子２０１は、端部ＡのＳ字形状の稜線ａｌと、端部Ｂの稜線ａｌとは凹凸が逆となったＳ字形状の稜線ｂｌとは全辺に亘って接合され円筒形が形成される。

以上、第三の実施形態によると、被測定対象部位であるトルク検出器の回転軸に備わる起歪部に対して、捩りモーメント検出素子を添着するときに、端部Ａ、Ｂの形状おける凹部と凸部とを嵌合することで、その位置出しを容易かつ高精度にすることが可能となる。

次に、本発明の第四の実施形態を、第一の実施形態との異なる点について図９および図１０に基づき詳細な説明を行う。

図９で示すように、捩りモーメント検出素子３０１のＸ方向の端部Ａにおいて、上部辺ＴＬおよび下部辺ＢＬから、二辺の直線による切込みを設けて頂点Ｐ１およびＰ２を形成されている。また、同じくＸ方向のもう一方の端部Ｂにおいても同様に、上部辺ＴＬおよび下部辺ＢＬから、二辺の直線による切込みを設けて頂点Ｐ３およびＰ４を形成されている。ここで、Ｐ１とＰ３およびＰ２とＰ４は、組をなす頂点であり、Ｙ方向において同一の位置に存在する。

第一の実施形態と同様、図１０で示すように捩りモーメント検出素子３０１を湾曲させ、トルク検出器１０の回転軸２０に備わる起歪部２０ｂの外周面へと添着する。このとき捩りモーメント検出素子３０１は、端部Ａの頂点Ｐ１と端部Ｂの頂点Ｐ３、および端部Ａの頂点Ｐ２と端部Ｂの頂点Ｐ４とが点接触するように位置決めがなされる。

以上、第四の実施形態によると、被測定対象部位であるトルク検出器の回転軸に備わる起歪部に対して、捩りモーメント検出素子を添着するときに、端部Ａ、Ｂの対向する頂点同士をポイントよって合せるため、その位置出しを容易かつ高精度にすることが可能となる。

尚、本発明は前述の実施形態に限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

１…捩りモーメント検出素子 ２…電気絶縁部材 Ｇｃ１１，Ｇｔ１１，Ｇｃ１２，Ｇｔ１２，Ｇｃ２１，Ｇｔ２１，Ｇｃ２２，Ｇｔ２２…歪みゲージ Ｐ…電極 ＣＰ…接続配線 Ｄｃ１１，Ｄｔ１１，Ｄｃ１２，Ｄｔ１２，Ｄｃ２１，Ｄｔ２１，Ｄｃ２２，Ｄｔ２２…最大感度方向 １０…トルク検出器 ２０…回転軸 ２０ａ…駆動側接続部 ２０ｂ…起歪部 ２０ｃ…負荷側接続部 ４ａ，４ｂ…転がり軸受 ５…軸側コイル ６…固定側コイル ９…筺体 ７…固定側基板 ３０…回転側基板
１０１…捩りモーメント検出素子（第二の実施形態） １０２…電気絶縁部材（第二の実施形態） Ｇｃ１１１，Ｇｔ１１１，Ｇｃ１１２，Ｇｔ１１２，Ｇｃ１２１，Ｇｔ１２１，Ｇｃ１２２，Ｇｔ１２２…歪みゲージ（第二の実施形態）
２０１ 捩りモーメント検出素子（第三の実施形態） ２０２…電気絶縁部材（第三の実施形態） Ｇｃ２１１，Ｇｔ２１１，Ｇｃ２１２，Ｇｔ２１２，Ｇｃ２２１，Ｇｔ２２１，Ｇｃ２２２，Ｇｔ２２２…歪みゲージ（第三の実施形態）
３０１…捩りモーメント検出素子（第四の実施形態） ３０２…電気絶縁部材（第四の実施形態） Ｇｃ３１１，Ｇｔ３１１，Ｇｃ３１２，Ｇｔ３１２，Ｇｃ３２１，Ｇｔ３２１，Ｇｃ３２２，Ｇｔ３２２…歪みゲージ（第四の実施形態）

Claims (7)

1. 断面が円形または楕円形の被測定対象部位に添着する捩りモーメント検出素子であって、ホイートストンブリッジ回路を構成する複数の歪みゲージからなり、かつ前記複数の歪みゲージは、可撓性を備えたシート状の単一電気絶縁部材の表面に金属膜のパターンで形成されたことを特徴とする捩りモーメント検出素子。
2. 前記捩りモーメント検出素子は、短冊形の外形形状をなし、かつ前記複数の歪みゲージが同一の方向に最大感度を有する少なくとも一対の歪みゲージからなり、また前記被測定対象部位への巻回時において、前記同一の方向に最大感度を有する少なくとも一対の歪みゲージが、前記被測定対象部位の中心軸に対して対称な位置をなすことを特徴とする請求項１記載の捩りモーメント検出素子。
3. 前記捩りモーメント検出素子は、前記被測定対象部位への巻回時おいて、始端部の稜線と終端部の稜線とが、それぞれ切欠き部または突出部を有し、前記始端部の稜線と終端部の稜線とが全辺に亘って嵌合し位置決め可能とすることを特徴とする請求項２記載の捩りモーメント検出素子。
4. 前記捩りモーメント検出素子は、前記始端部の稜線と前記終端部の稜線が、１以上の直線および１以上の曲線の少なくともどちらか一方によって形成されることを特徴とする請求項３記載の捩りモーメント検出素子。
5. 前記捩りモーメント検出素子は、前記始端部の稜線と前記終端部の稜線において、被測定対象部位への巻回時に対向する２以上の頂点の組を備え、前記頂点の組を点接触させることで位置決め可能とすることを特徴とする請求項２記載の捩りモーメント検出素子。
6. 断面が円形または楕円形の被測定対象部位の捩りモーメント検出装置であって、ホイートストンブリッジ回路を構成する複数の歪みゲージを有し、かつ前記複数の歪みゲージは、可撓性を備えたシート状の単一電気絶縁部材の表面に金属膜のパターンで形成され、前記被測定対象部位に巻回されていることを特徴とする捩りモーメント検出装置。
7. 前記捩りモーメント検出装置は、前記複数の歪みゲージが同一の方向に最大感度を有する少なくとも一対の歪みゲージからなり、また前記被測定対象部位への巻回時において、前記同一の方向に最大感度を有する少なくとも一対の歪みゲージが、前記被測定対象部位の中心軸に対して対称な位置をなすことを特徴とする請求項６記載の捩りモーメント検出装置。