UTMⅢ는 소형이고, 가벼울 뿐 아니라 비직선성 0.03%FS, 최고 회전수 25,000rpm, 허용 과부하 500%를 실현한 회전 토크 미터입니다.

모터 시험기나 관능 검사의 자동화 등 폭넓은 용도로 사용되고 있습니다.

 이번에 radial 하중이나 thrust 하중이 토크의 실효 정밀도에 미치는 영향을 규격화했습니다.

허용하중의 Radial N, Thrust N은 해당 하중이 실렸을 때 토크출력에 대한 영향이 0.03%이하임을 보증하는 값입니다.

토크센서 사용시 축과 축을 연결하여야 합니다. 그러나 그것을 완전하게 평행하게 설치하는 것은 불가능하며 편심, 편각, 엔드 플레이 등 축심의 미스 얼라이먼트가 남습니다. 이 미스-얼라인먼트(잘못된 정렬)에 의한 radial 하중이나 thrust 하중을 흡수하는 장치가 커플링입니다.

그러나 커플링으로 축 어긋남에 의한 radial 하중이나 thrust 하중을 완전히 흡수할 수 있는 것은 아니며, 토크센서 본체에도 radial 하중, thrust 하중이 남게됩니다.

UTMⅢ은 소용량에서는 단일 축 게이지를, 중대용량에서는 전단 게이지를 설치하였습니다.

모두 휘트스톤 브리지에서 변형을 검출하고 있습니다.

예를 들어, 오른쪽 비틀림 토크가 걸렸을 때 위 그림 게이지 1과 3에는 압축 변형이, 게이지 2와 4에는 인장 변형이 걸리도록 배선합니다. 그렇게되면 축의 굽힘(radial 하중)이나 압축·인장(thrust 하중)에 대해서는 출력이 서로 중단되도록 작용합니다.

즉, 이론적으로는 radial, thrust 하중에 대한 출력은 변화하지 않게 됩니다.

그러나 실제로는 변형 게이지의 미세한 부착 위치나 부착 각도의 오차에 의해 radial 하중이나 thrust 하중의 영향이 남아 버립니다.

특히 중대용량 UTMIII는 부착 각도에 민감한 전단 게이지를 사용하여 radial, trust  하중의 영향을 받기 쉬운 경향이 있습니다.

이 대책방안으로서 중요한 건 변형 게이지의 축에 대한 각도와 변형 게이지 위치의 대칭성입니다. 대칭성이 완전하면 그 영향은 상쇄되어 출력에는 나타나지 않습니다.

이번 신설 생산 프로세스에는 변형 게이지의 설치 각도의 정도를 큰폭으로 향상시켰습니다. Radial 하중,  Thrust 하중이 정밀도에 미치는 영향을 대폭 경감했습니다.

아래 그림에 기존 프로세스와 새로운 프로세스로 제작한 것을 비교하였습니다.

여기에서는 UTMⅢ-2Nm의 한쪽 축을 고정하고 샤프트가 회전하지 않도록 했습니다.

그 후 축의 다른 한쪽 축단에 베어링을 통해 7N의 radial 하중을 부하했습니다.

베어링을 매개로 하는 것은 힘을 가함으로써 토크가 발생하는 것을 방지하기 위해서입니다.

기존 프로세스로 제작한 개체는 최대 약 0.1% 출력이 변화하는 반면 새로운 프로세스로 제작한 것은 0.01%이하의 변화로 이루어져 있습니다.

허용 축단 하중의 편차를 사양으로 억제할 수 있으므로 지금까지 이상으로 고정밀 토크 계측을 안심하고 실시할 수 있습니다.