トルクとは

トルクとは、物体を回転させるための力のことです。例えば、組み立て式の家具でねじを回すとき、私たちはそのトルクを上手に調整する必要があります。慣れた人なら、まず手でねじをネジ穴に当てて、弱めの力でくるくると回しながら、位置を微調整して2回転ほど入る場所を探します。この時、力の加減を非常に注意深く行っていますが、それを他の人に伝えるのは難しいものです。

この力加減は、触覚に関連しています。皮膚が潰れる感覚を通じて、私たちは力の加減を理解しています。この感覚が、トルクセンサや力覚センサの基本にあたります。

トルクセンサとは

トルクセンサは、軸が回転しているときにどれくらいの力が加わっているかを測る装置です。この技術は、特に製造業やロボティクスの分野で重要で、部品を過剰に締めつけずに済むため、故障を防ぐ役割を果たしています。トルクセンサを用いることで、機械の性能や信頼性を高めることができます。

ニデックコンポーネンツ社の新製品

最近、ニデックコンポーネンツ社がトルクセンサおよび力覚センサを販売することになりました。これまでは特定の顧客向けに販売していましたが、得たノウハウをもとに、より広く顧客を募ることになりました。先日、メーカーの方からセンサについての説明を受ける機会があり、技術的な特徴や市場のニーズについて深く理解できました。

金属上薄膜センサについて

トルクセンサや力覚センサについて触れる前に、金属上薄膜センサについて説明します。これはトルクセンサのコア部品であり、メーカーの戦略において重要な役割を果たしています。このセンサは、ひずみゲージの一種で、金属基材の表面に回路を成膜することが特徴です。この方法を採ることで、接着剤の影響を受けにくくなり、センサの精度を保つことができます。

使用される材料はCr-Nであり、高ゲージ率と低抵抗温度係数を実現しています。そのため、高感度で熱の影響を受けにくく、さまざまな環境で安定した性能を発揮します。検出原理は、回路の変形によって導体の断面積が変化し、その変化が抵抗値として測定される仕組みです。微細な力の変化も捉えることができるのが、このセンサの強みです。

トルクセンサの概要

トルクセンサは、金属製の筐体に内蔵されており、力が加わるとわずかに歪む特性を持っています。この歪みは、ひずみゲージと呼ばれるセンサによって測定されます。ひずみゲージは、金属の変形に伴って生じる抵抗の変化を捉え、その情報を元に外力の大きさを計算します。具体的には、トルクが加わると金属が微細に歪み、その歪みの程度が電気信号として出力されます。トルクセンサは、正確なトルクの測定を実現し、産業機器やロボット技術の向上に貢献しています。

他社との比較

他社からも静電容量式のトルクセンサが発売されています。こちらも筐体の歪みを測定する仕組みですが、静電容量の変化から歪み量を計算します。高周波の電圧が必要で、信号処理が行われるため、精度は高いものの、装置の複雑さが増します。このため、コストとのバランスが重要になります。一方、ニデックコンポーネンツ社の製品は、シンプルさと高精度を両立しており、他社製品と差別化されています。
＊文章校正にAIを使用しています。