シャフトトルクセンサ:事実と特徴

シャフトトルクトランスデューサは、エンジンのテストベッドから生産ラインに至るまで、さまざまな技術アプリケーションで使用されるオールラウンドなトルク計です。このFAQには、インストールとセットアップ、機能、長所、制限に関する重要な質問と回答が含まれています。

シャフトタイプのトルクセンサーは、シャフト型トルクセンサーとも呼ばれ、トルクを測定するために使用される測定機器です。一般に、トルクトランスデューサは、テストベンチ、生産ライン、またはその他の技術アセンブリで、そこに加えられるトルクを測定するために使用されます。

ほとんどのトルクトランスデューサは、ひずみゲージ技術に基づいています。基本設計は、外部からの荷重が加わったときに最小限の変形をするシャフトで構成され、この変形を測定して処理します。既知の荷重に対してシャフトがどれだけ変形するかがわかっているため、信頼性の高い測定が可能です。トルクが関係している場合、加えられた荷重によってトルク、つまり測定対象にねじれが発生します。

簡単に言うと、トルクトランスデューサは3つの主要コンポーネントまたは領域で構成されています。

• ローターと呼ばれている測定ラインに接続され、実際の測定が行われるシャフト。
• シグナルコンディショニングとエネルギー供給のための電子部品と回路基板
• ステータとも呼ばれるハウジングで、シャフトと電子機器を収納します。ハウジングはテストベンチにも取り付けることができます

例えば、トランスデューサは、ベースまたは側面の穴を使用して、ハウジングを介してテストベンチに取り付けることができます。この工程では、測定軸の軸端と測定ラインの駆動軸および出力軸が一致するように、正確なアライメントを確保する必要があります。また、測定軸を吊り下げて設置することも可能です。その後、ドライブシャフトとアウトプットシャフトによって支えられます。このソリューションは、回転数が低い場合に適しています。

シャフト型トルクセンサーはテストベンチまたはシステムの測定ラインに設置または接続されている必要があります。これは、インターロックシステム、角型、キー接続などのポジティブロック接続によって実現されます。一方、クランプ付きベローズカップリングやシュリンクオンマルチディスクカップリングなど、さまざまなフォースフィット接続があります。

通常、シャフト型トルクセンサーの公称（定格）トルクの範囲は0.5〜500 Nmです。さらに低いレンジのアプリケーションはわずかしかありません。より高いトルクでは、使用されているのは主にフランジ型トルク計です。

トルクトランスデューサには通常、独自のディスプレイがないため、計測機器が必要です。用途に応じて、ディスプレイ付きのシンプルなデバイスを使用して結果を直接表示したり、電子システムで測定値を記録して処理したり、複雑な制御システムを実装したりできます。出力信号は状況によって異なる場合があります。多くの場合、出力は周波数または電圧信号です。

シンプルなオペレーション、多様なアプリケーションに対応できることが大きな特長です。測定シャフトの周囲にハウジングを備えた保護設計により狭い範囲の測定を行うことに非常に適しています。価格面では、通常、測定シャフトは同等の測定フランジよりも魅力的です。

避けられない設計上の欠点の1つは、シャフトトルクセンサーを使用するときに発生するベアリングの摩擦です。一般に、シャフト型トルクセンサーに必要な取り付けるスペースは、フランジ型トルクセンサーの取り付けスペースよりもわずかに長くなります。フランジ型トルクセンサーはその設計上、ｋNmおよびMNm範囲の非常に大きなトルクに適しています。

シャフトタイプのトルクトランスデューサは、主にトルクの測定に使用されます。一部のモデルには、回転速度や回転角度を決定するオプションが含まれています。温度など、他の測定量を記録することも可能です。

この簡単な質問を答えるには、すべての重要な側面を完全にカバーするような回答が必要です。最初は、測定範囲と予想される最大回転速度を考慮に入れるのが賢明です。また、必要な測定精度を早い段階で検討することも役立ちます。環境温度も忘れてはいけません。測定シャフトが適切かどうかをさらに明確にするために、技術データシートを参照し、取り付け手順を参照することをお勧めします。これらには、さらに詳細な情報が含まれます。

既存のシステムでシャフトトルクトランスデューサを交換する場合は、取り付け穴のパターンを含む幾何学的寸法とシャフト直径を考慮する必要があります。信号出力も互換性があるか、適応しやすいものでなければなりません。トルクトランスデューサは寸法が非常に似ていることが多く、電圧と周波数の出力が広く使用されているため、通常、必要な調整はほとんどなく、交換品の取り付けも簡単です。