JP2000055754A - Torque detecting device - Google Patents

Torque detecting device

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JP2000055754A
JP2000055754A JP11044474A JP4447499A JP2000055754A JP 2000055754 A JP2000055754 A JP 2000055754A JP 11044474 A JP11044474 A JP 11044474A JP 4447499 A JP4447499 A JP 4447499A JP 2000055754 A JP2000055754 A JP 2000055754A
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axis
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Katsuaki Yasui
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    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • GPHYSICS
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    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/105Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving inductive means

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a torque detecting device that can detect a torque with simple structure, has a temperature compensation function, and further provides a multiple safety function. SOLUTION: An element body 3 that is elastically deformed for the relative displacement between the surface of an upper shaft 1 and that of a lower shaft 2, and a movable magnetic element 5 including a wing 4 with soft magnetism where inclination in a shaft direction changes due to the elastic deformation while being supported by the element body 3, are provided. The inclination of the wing 4 is detected by coils 6a-6d.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のパワー
ステアリング機構等、回転軸に外力が印加された際のト
ルクを非接触で検出するためのトルク検出装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque detector for detecting a torque when an external force is applied to a rotating shaft in a non-contact manner, such as a power steering mechanism of an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車のパワーステアリング機構におい
ては、パワーアシストの量を決定するために、操舵輪に
加わるトルクを検出する必要がある。このためのトルク
検出装置としては例えば実開平1−180737号公報
に開示されたトルク検出装置がある。このトルク検出装
置は、図7に示すように、図示しない操舵輪が取付けら
れた上部軸101と、操舵機構の図示しないピニオンギ
アが取付けられた下部軸102と、上部軸101と下部
軸102との中心軸上に設けられ2つの軸を捻り方向に
弾性的に接続するトーションバー103と、上部軸10
1をベアリング104を介して回転自在に支持するケー
ス105と、ケース105内に備えられたボビン106
と、それぞれ上部軸101に固着された軟磁性材料より
なる第1、第2可動磁性円筒107,108と、それぞ
れ下部軸102に固着された軟磁性材料からなる第3、
第4可動磁性円筒109,110と、ケース105内の
ボビンに巻装された第1〜第4コイル111,112,
113,114とを備えている。
2. Description of the Related Art In a power steering mechanism of an automobile, it is necessary to detect a torque applied to a steered wheel in order to determine an amount of power assist. As a torque detecting device for this purpose, for example, there is a torque detecting device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-180737. As shown in FIG. 7, the torque detecting device includes an upper shaft 101 to which a steering wheel (not shown) is attached, a lower shaft 102 to which a pinion gear (not shown) of the steering mechanism is attached, an upper shaft 101 and a lower shaft 102. A torsion bar 103 provided on the central axis of the upper shaft 10 for elastically connecting the two shafts in the twisting direction;
105 for rotatably supporting the motor 1 through a bearing 104, and a bobbin 106 provided in the case 105.
First and second movable magnetic cylinders 107 and 108 each made of a soft magnetic material fixed to the upper shaft 101, and third and second movable magnetic cylinders 107 and 108 each made of a soft magnetic material fixed to the lower shaft 102.
Fourth movable magnetic cylinders 109 and 110, and first to fourth coils 111 and 112 wound around a bobbin in case 105;
113 and 114 are provided.

【0003】上記第1,第3可動磁性円筒107,10
9が軸方向に対向しており、対向面には第1,第2歯部
107a,109aが設けられている。この対向部を取
り囲むように上記第1コイル111が設けられている。
一方、第2,第4可動磁性円筒108,110も互いに
対向しており、その対向面には第2,第4歯部108
a,110aがそれぞれ設けられている。この対向部を
取り囲むように上記第2コイル112が配置されてい
る。また、第3,第4コイル113,114は下部軸1
02に固着された第3,第4可動磁性円筒109,11
0を取り囲むように設けられている。
The first and third movable magnetic cylinders 107, 10
9 are opposed in the axial direction, and first and second teeth 107a and 109a are provided on the facing surface. The first coil 111 is provided so as to surround the facing portion.
On the other hand, the second and fourth movable magnetic cylinders 108 and 110 also face each other, and the facing surfaces thereof have the second and fourth tooth portions 108.
a, 110a are provided respectively. The second coil 112 is arranged so as to surround the facing portion. The third and fourth coils 113 and 114 are connected to the lower shaft 1.
02, the third and fourth movable magnetic cylinders 109, 11
0 is provided.

【0004】次に、上記従来例の動作について説明す
る。上部軸101に操舵輪からのトルクが印加される
と、トーションバー103に捻り変形が発生し、上部軸
101と下部軸102にそれぞれ固着された第1可動磁
性円筒107と第3可動磁性円筒109との間、及び第
2可動磁性円筒108と第4可動磁性円筒110との間
に角度ずれが発生する。まず、第1,第3可動磁性円筒
107,109間の動作について説明すると、それぞれ
の可動磁性円筒に設けられた歯部107aと109aと
の、磁路となる対向面積が変化するため、第1コイル1
11のインダクタンスが変化する。このインダクタンス
の変化を、図示しない検出回路によって検出することに
より、トルクを求めることができる。しかし、第1コイ
ル111のインダクタンスは、トルクによってのみなら
ず温度によっても変化するため、トーションバー103
の捻れによってはインダクタンスが変化しない第3コイ
ル113のインダクタンスを検出することにより、温度
補償を行っている。
Next, the operation of the above conventional example will be described. When torque from the steered wheels is applied to the upper shaft 101, a torsional deformation occurs in the torsion bar 103, and the first movable magnetic cylinder 107 and the third movable magnetic cylinder 109 fixed to the upper shaft 101 and the lower shaft 102, respectively. , And between the second movable magnetic cylinder 108 and the fourth movable magnetic cylinder 110. First, the operation between the first and third movable magnetic cylinders 107 and 109 will be described. Since the opposing area of the magnetic path between the teeth 107a and 109a provided on each movable magnetic cylinder changes, the first Coil 1
11, the inductance changes. By detecting this change in inductance by a detection circuit (not shown), torque can be obtained. However, since the inductance of the first coil 111 changes not only with the torque but also with the temperature, the torsion bar 103
The temperature compensation is performed by detecting the inductance of the third coil 113, the inductance of which does not change due to the torsion.

【0005】第2,第4可動磁性円筒108,110間
も全く同様に動作するもので、第2,第4歯部108
a,110aの対向面積の変化し、第2コイル112の
インダクタンスが変化する。このインダクタンスの変化
を検出することによりトルクを求める。そして、第4コ
イル114のインダクタンスを検出することにより温度
補償を行っている。このように、第1,第3可動磁性円
筒107,109及び第1,第3コイル111,113
で構成される第1の検出セットと、全く同様の計測が可
能な第2,第4可動磁性円筒108,110及び第2,
第4コイル112,114で構成される第2の検出セッ
トを二重に構成することにより、どちらかの検出セット
に断線等の故障が発生した場合にも他方の出力によって
システムを動作させることを可能し、2重安全機能を果
たしている。
The operation between the second and fourth movable magnetic cylinders 108 and 110 is exactly the same.
a, 110a, and the inductance of the second coil 112 changes. The torque is obtained by detecting the change in the inductance. Then, temperature compensation is performed by detecting the inductance of the fourth coil 114. Thus, the first and third movable magnetic cylinders 107 and 109 and the first and third coils 111 and 113
And the second and fourth movable magnetic cylinders 108 and 110 and the second and fourth movable magnetic cylinders 108 and 110, which can perform exactly the same measurement.
By doubling the second detection set constituted by the fourth coils 112 and 114, even if a failure such as disconnection occurs in one of the detection sets, the system can be operated by the other output. Yes, performing a double safety function.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来のトルク検出装置
は、第1,第2コイル111,112のインダクタンス
を変化させる第1ないし第4可動磁性円筒107〜11
0とは別に、トルクに比例した変形を発生する弾性部材
としてトーションバー103が必要であり、部品点数も
多く構成が複雑なものとなっていた。また、第1ないし
第4可動磁性円筒107〜110の各歯部107a〜1
10aは、形状が複雑なため、削り加工で製造する必要
があり、製造に手数がかかり製造コストが高くなる。さ
らに、温度補償機能を持たせるため、及びコイルの断線
等に対する2重安全機能も同時に備えるためには、原理
的に4個のコイルが必要である。従来例では、この4個
のコイルに対応して、歯部を備えた1対の可動磁性円筒
も2セット必要であった
The conventional torque detecting device includes first to fourth movable magnetic cylinders 107 to 11 for changing the inductance of the first and second coils 111 and 112.
Separately from 0, the torsion bar 103 is required as an elastic member that generates deformation in proportion to the torque, and the number of parts is large and the configuration is complicated. Further, each tooth portion 107a-1 of each of the first through fourth movable magnetic cylinders 107-110.
Since 10a has a complicated shape, it is necessary to manufacture it by shaving, and the manufacturing is troublesome and the manufacturing cost is increased. Furthermore, in order to provide a temperature compensation function and also provide a double safety function against coil disconnection or the like at the same time, four coils are required in principle. In the conventional example, two sets of a pair of movable magnetic cylinders having teeth are required corresponding to the four coils.

【0007】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題とするものであって、簡単な構造でトルク
を検出することができるトルク検出装置を提供すること
を目的とする。また、簡単な構成で温度補償機能を備え
たトルク検出装置を提供することを目的とする。さら
に、簡単な構成で多重の安全機能を備えたトルク検出装
置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a torque detecting device capable of detecting torque with a simple structure. It is another object of the present invention to provide a torque detection device having a temperature compensation function with a simple configuration. It is another object of the present invention to provide a torque detecting device having a simple configuration and multiple safety functions.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るトルク検出装置は、相互間にトルクが印加される第1
軸及び第2軸と、前記第1軸と前記第2軸との表面に跨
って固着され第1軸と第2軸との相対回転によって生じ
る第1軸と第2軸との表面の相対的な変位に対して弾性
変形する素子本体、該素子本体に支持されその弾性変形
によって軸方向の傾きが変化する軟磁性を有するウイン
グとを含む可動磁性素子と、前記可動磁性素子のウイン
グと径方向外側に所定間隔を隔てて配置されウィングの
前記傾きを磁気的に検出するコイルとを備えたものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a torque detecting device comprising:
And a first axis and a second axis, which are fixed across the surfaces of the first axis and the second axis, and which are fixed by the relative rotation of the first axis and the second axis. A movable magnetic element including an element main body that is elastically deformed by a large displacement, a wing having soft magnetism supported by the element main body, and whose inclination in the axial direction is changed by the elastic deformation; a wing and a radial direction of the movable magnetic element And a coil disposed outside at a predetermined interval to magnetically detect the inclination of the wing.

【0009】請求項2に係るトルク検出装置では、可動
磁性素子のウイングの軸方向長さの範囲内に、第1軸と
第2軸とを中心としてウィングを周回するように巻装さ
れたコイルを軸方向に所定距離離して一対設け、一対の
コイルの出力の差をとることにより温度補償を行うよう
になっている。
According to a second aspect of the present invention, the coil is wound around the wing around the first axis and the second axis within the range of the axial length of the wing of the movable magnetic element. Are provided at a predetermined distance from each other in the axial direction, and a temperature difference is obtained by taking the difference between the outputs of the pair of coils.

【0010】請求項3に係るトルク検出装置では、一対
のコイルのセットを複数セット備えている。
According to a third aspect of the present invention, a plurality of sets of a pair of coils are provided.

【0011】請求項4に係るトルク検出装置では、可動
磁性素子は第1軸と第2軸との周方向に沿って複数配置
されている。
In the torque detecting device according to a fourth aspect, a plurality of movable magnetic elements are arranged along a circumferential direction of the first axis and the second axis.

【0012】請求項5に係るトルク検出装置では、複数
の可動磁性素子は、主に第1軸側にウイングを持つ第1
可動磁性素子と、主に第2軸側にウイングを持つ第2可
動磁性素子とを備え、前記第1可動磁性素子のウイング
の軸方向長さの範囲内に少なくとも一対、前記第2可動
磁性素子のウイングの軸方向長さの範囲内に少なくとも
一対のコイルをそれぞれ備えるものである。
In the torque detecting device according to a fifth aspect, the plurality of movable magnetic elements have a wing mainly on the first shaft side.
A movable magnetic element, and a second movable magnetic element having a wing mainly on a second axis side, wherein at least one pair of the first movable magnetic element and the second movable magnetic element within an axial length of the wing. At least one pair of coils within the range of the axial length of the wing.

【0013】請求項6に係るトルク検出装置では、素子
本体とウィングとは全体が一体の軟磁性材料の板金より
構成されている。
[0013] In the torque detecting device according to the sixth aspect, the element body and the wing are integrally formed of a sheet metal of a soft magnetic material.

【0014】請求項7に係るトルク検出装置では、素子
本体とウィングとは首部を介して接続され、首部にはコ
ーキングが施されている。
In the torque detecting device according to the seventh aspect, the element main body and the wing are connected via the neck, and the neck is caulked.

【0015】請求項8に係るトルク検出装置では、素子
本体は高強度材料で成形し、ウィングは素子本体とは別
体の軟磁性材料で成形されている。
In the torque detecting device according to the eighth aspect, the element body is formed of a high-strength material, and the wing is formed of a soft magnetic material separate from the element body.

【0016】請求項9に係るトルク検出装置では、素子
本体とウィング本体とは一体の板金により成形し、ウィ
ング本体に軟磁性材料を固着してウィングを構成してい
る。
In the torque detecting device according to the ninth aspect, the element body and the wing body are formed by integral sheet metal, and a soft magnetic material is fixed to the wing body to form the wing.

【0017】請求項10に係るトルク検出装置では、素
子本体は、軸方向に延びる胴部と、該胴部の両端を曲げ
加工することによって構成され前記第1及び第2軸部に
固着されるステー部とから構成され、ウィングは前記胴
部と並設されて軸方向に延び、かつ前記胴部中央で接続
されている。
According to a tenth aspect of the present invention, the element main body is formed by bending a body extending in an axial direction and both ends of the body, and is fixed to the first and second shafts. The wing is provided in parallel with the trunk, extends in the axial direction, and is connected at the center of the trunk.

【0018】請求項11に係るトルク検出装置では、胴
部の形状はウィングに向かって先細となる略台形状に成
形されている。
[0018] In the torque detecting device according to the eleventh aspect, the shape of the body is formed into a substantially trapezoidal shape tapering toward the wing.

【0019】請求項12に係るトルク検出装置では、素
子本体は、矩形状の長板がC字形に曲げ加工されている
ととも、両端部のステー部が第1軸及び第2軸にそれぞ
れ固定されている。
According to a twelfth aspect of the present invention, the element main body has a rectangular long plate bent into a C-shape, and stay portions at both ends are fixed to the first axis and the second axis, respectively. Have been.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1(a)は本発
明の実施の形態1に係るトルク検出装置の一部断面正面
図、同図(b)は側面中央断面図を示す。すなわち、こ
のトルク検出装置は、相互間にトルクが印加される第1
軸としての上部軸1及び第2軸としての下部軸2と、上
部軸1と下部軸2とのそれぞれの表面に跨って固着され
上部軸1と下部軸2との相対回転によって生じる上部軸
1と下部軸2表面の相対的な剪断変位に対して弾性変形
する素子本体3及びこの素子本体3に支持されその弾性
変形によって軸方向の傾きを変化させる軟磁性を有する
ウイング4とを含む可動磁性素子5と、この可動磁性素
子5のウイング4と径方向に所定間隔を隔てて配置され
ウィング4の傾きを磁気的に検出するためのコイルを構
成する第1乃至第4コイル6a〜6dとを備えている。
この可動磁性素子5の素子本体3自体に上部軸1と下部
軸2との間のトルクに比例した捻り変形を発生させる弾
性部材としての機能があり、可動磁性素子5だけでトル
クを検出することが可能となって構造を簡略化できる。
また、従来のようなトーションバーが不要となる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1A is a partial cross-sectional front view of a torque detecting device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. In other words, the torque detecting device has a first
An upper shaft 1 serving as a shaft and a lower shaft 2 serving as a second shaft, and an upper shaft 1 which is fixed across the respective surfaces of the upper shaft 1 and the lower shaft 2 and is caused by relative rotation of the upper shaft 1 and the lower shaft 2. And a movable wing 4 having an element main body 3 elastically deformed by relative shear displacement of the surface of the lower shaft 2 and a wing 4 supported by the element main body 3 and having a soft magnetism to change an axial inclination by the elastic deformation. An element 5 and first to fourth coils 6a to 6d which are arranged at predetermined intervals in the radial direction with respect to the wing 4 of the movable magnetic element 5 and constitute coils for magnetically detecting the inclination of the wing 4; Have.
The element main body 3 of the movable magnetic element 5 itself has a function as an elastic member for generating a torsional deformation proportional to the torque between the upper shaft 1 and the lower shaft 2, and the torque can be detected only by the movable magnetic element 5. And the structure can be simplified.
Further, a conventional torsion bar is not required.

【0021】上部軸1にはたとえば操舵輪が取り付けら
れ、下部軸2には操舵機構のピニオンギアなどが取り付
けられ、それぞれが軸受7,8によって回転自在に支持
されている。図2は上部軸1と下部軸2との接続部の一
部断面図を示している。上部軸1の軸端面に凸部1a、
下部軸2の軸端面には凹部2aが設けられており、相互
に噛合って、1定角度以上は回転できないようになって
いる(図1(b)に示すように凸部1aの両側と凹部2
atの間に空隙60が形成されている。)。また、中心
には上部軸1と下部軸2との双方に設けられた穴61に
接続軸9が挿入されており、上部軸1と下部軸2とが、
相互に大きく曲ることが無いようにしている。上部軸1
と下部軸2との接続部では、軸周に90度おきに4面の
平面1f,2fが設けられており、それぞれの平面1
f,2f上に、上部軸1と下部軸2とを跨ぐように4個
の可動磁性素子5,5,5,5が周方向に複数個設置さ
れている。可動磁性素子5は、素子本体3とウィング4
との全体がパーマロイで構成された一体の軟磁性材料の
板金によりプレス加工によって製造されている。このよ
うにプレス加工で成形することにより、削り加工を多用
する従来例に比べ、大幅に工数を減らすことができ、製
造コストを大幅に下げることができる。なお、例えば、
可動磁性素子5の材料として、ケイ素鋼、鉄であっても
よい。
For example, a steering wheel is mounted on the upper shaft 1, and a pinion gear of a steering mechanism is mounted on the lower shaft 2, which are rotatably supported by bearings 7 and 8, respectively. FIG. 2 shows a partial cross-sectional view of a connection portion between the upper shaft 1 and the lower shaft 2. A protrusion 1a on the shaft end face of the upper shaft 1,
A concave portion 2a is provided on the shaft end surface of the lower shaft 2 so as to mesh with each other so that the lower shaft 2 cannot rotate more than one fixed angle (as shown in FIG. 1B, both sides of the convex portion 1a). Recess 2
A gap 60 is formed between at. ). In the center, a connection shaft 9 is inserted into a hole 61 provided in both the upper shaft 1 and the lower shaft 2, and the upper shaft 1 and the lower shaft 2 are
They do not bend too much. Upper shaft 1
At the connection between the shaft and the lower shaft 2, four planes 1f and 2f are provided at every 90 degrees around the shaft circumference.
A plurality of four movable magnetic elements 5, 5, 5, 5 are provided on f and 2f in the circumferential direction so as to straddle the upper shaft 1 and the lower shaft 2. The movable magnetic element 5 includes the element body 3 and the wing 4
Are manufactured by press working with a sheet metal of an integral soft magnetic material made of permalloy. By forming by press working in this way, the number of steps can be significantly reduced and the manufacturing cost can be significantly reduced as compared with the conventional example in which shaving is frequently used. In addition, for example,
The material of the movable magnetic element 5 may be silicon steel or iron.

【0022】上記素子本体3は、軸方向に延びる胴部1
0と、この胴部10の両端を曲げ加工することによって
構成され上部軸1及び下部軸2に固着されるステー部1
1とから構成されている。上記ウィング4は前記胴部1
0と並設されて軸方向に延び、かつ胴部10中央の首部
12を介して接続されている。首部12にはコーキング
12aが施されて補強されている。胴部10の形状はウ
ィング4に向かって先細となる略台形状に成形されてお
り、ステー部11の変位に対して、ウィング4が首部1
2を中心にして軸方向に傾くようになっている。なお、
台形状の胴部の上辺部(首部の太さ)の長さが短い程、
ウィング4の軸方向の傾きは大きい。これは、ステー部
11の変位量を一定とした場合、首部12の太さが短い
程、ウィング4の傾きの中心となる首部12の中心線と
首部12の端部との間の腕の長さ距離が短くなり、ウィ
ング4の傾きに関係した腕の傾きがそれだけ大きくなる
からである。
The element body 3 includes a body 1 extending in the axial direction.
And a stay portion 1 which is formed by bending both ends of the body portion 10 and is fixed to the upper shaft 1 and the lower shaft 2.
And 1. The wing 4 is the trunk 1
0 and extend in the axial direction, and are connected via a neck 12 at the center of the body 10. The neck portion 12 is reinforced with a caulking 12a. The shape of the body 10 is formed in a substantially trapezoidal shape that tapers toward the wing 4.
2 is inclined in the axial direction. In addition,
The shorter the length of the upper side (thickness of the neck) of the trapezoidal trunk,
The inclination of the wing 4 in the axial direction is large. This is because, assuming that the amount of displacement of the stay 11 is constant, the shorter the thickness of the neck 12 is, the longer the arm between the center line of the neck 12, which is the center of the inclination of the wing 4, and the end of the neck 12. This is because the distance becomes shorter, and the inclination of the arm related to the inclination of the wing 4 increases accordingly.

【0023】図3には可動磁性素子5の展開図を示して
いる。ステー部11は胴部10の左右に設けられた折り
曲げ片部15を、図3の1点鎖線の折り線に沿って紙面
裏側に折返すことによって構成される。この折り曲げ片
部15には、それぞれ3点の突起16が設けられてお
り、この突起16が上部軸1及び下部軸2のそれぞれの
平面部1f,2fにプロジェクション溶接によって固定
される。
FIG. 3 is a development view of the movable magnetic element 5. The stay portion 11 is configured by folding the bent piece portions 15 provided on the left and right sides of the body portion 10 to the back side of the paper along the dashed line of FIG. The bent piece portion 15 is provided with three projections 16 each, and the projections 16 are fixed to the respective flat portions 1f and 2f of the upper shaft 1 and the lower shaft 2 by projection welding.

【0024】第1ないし第4コイル6a〜6dは、それ
ぞれ軸を周回するように巻装されて軸方向に配列されて
おり、各コイル6a〜6dの間にはそれぞれのコイル6
a〜6bを分離するようにリング状のヨーク13a,1
3b,13c,13d,13eが介装されている。ま
た、第1ないし第4コイル6a〜6d及びヨーク13a
〜13eの外周には円筒状のヨーク14が包み込むよう
に設けられている。上記第1ないし第4コイル6a〜6
dは、可動磁性素子5のウイング4の軸方向長さの範囲
内に、上部軸1と下部軸2とを中心としてウィング4を
周回するように巻装されいる。そして、軸方向に所定距
離離れた第1コイル6aと第3コイル6cとのコイル対
を1セット、第2コイル6bと第4コイル6dとで構成
されるコイル対を1セットとして、二重にトルクを検出
するように構成されている。
The first to fourth coils 6a to 6d are wound around the respective shafts and arranged in the axial direction, and each coil 6a to 6d is provided between the respective coils 6a to 6d.
ring-shaped yokes 13a, 13a, 1b
3b, 13c, 13d, and 13e are interposed. Further, the first to fourth coils 6a to 6d and the yoke 13a
A cylindrical yoke 14 is provided so as to wrap around the outer periphery of 13e. The first to fourth coils 6a to 6a
d is wound around the wing 4 around the upper shaft 1 and the lower shaft 2 within the axial length of the wing 4 of the movable magnetic element 5. Then, one set of a coil pair of the first coil 6a and the third coil 6c separated by a predetermined distance in the axial direction, and one set of a coil pair composed of the second coil 6b and the fourth coil 6d are doubled. It is configured to detect torque.

【0025】図4はこの発明によるトルク検出装置の回
路ブロック図である。第1、第3のコイル6a,6cは
インダクタンス比較回路41aに接続され、さらに増幅
回路42aに接続されている。また、第2、第4のコイ
ル6b,6dはインダクタンス比較回路41fに接続さ
れ、さらに増幅回路42fに接続されている。
FIG. 4 is a circuit block diagram of the torque detecting device according to the present invention. The first and third coils 6a and 6c are connected to an inductance comparison circuit 41a, and further connected to an amplification circuit 42a. The second and fourth coils 6b and 6d are connected to an inductance comparison circuit 41f, and further connected to an amplification circuit 42f.

【0026】次に、動作について説明する。操舵輪によ
って上部軸1にトルクが印加されると、上部軸1と下部
軸2との接続部の軸表面では、回転方向の相対変位が発
生する。この間には弾性部材として働く可動磁性素子5
が接続されているので、その相対変位は、印加されたト
ルクに比例した大きさになる。可動磁性素子5のウイン
グ4は、その相対変位によって傾きが変化するので、第
1ないし第4コイル6a〜6dによってその傾きを磁気
的に検出することによって、印加されたトルクの大きさ
が求められる。たとえば、右向きのトルクが上部軸1に
印加された場合には、4個の可動磁性素子6a〜6dの
全てにおいて、素子本体3の胴部10の捻れによって、
ウイング4の右側が持上がり(半径方向外方)、左側が
下がる(半径方向内方)。すると、右側ほどヨーク13
d,13eとウイング4との間の間隔が小さくなるの
で、右側の第3,第4コイル6c,6dほどインダクタ
ンスが大きくなる。一方、左側ほどヨーク13a,13
bとウィング4との間隔が大きくなるので、左側の第
1,第2コイル6a,6bほどインダクタンスが小さく
なる。したがって、温度補償機能も2重安全機能も持た
さない場合で有れば、いずれか1個のコイルのインダク
タンスの変化を計測することによってトルクを求める事
が可能である。しかし、実際は、温度変化に対してセン
サ出力を補償する必要があるので、第1,第3コイル6
a,6cのコイル対、及び第2,第4コイル6b,6d
のコイル対を用い、インダクタンス比較回路41a、4
1fによりコイル6a〜6dの温度変化によるインダク
タンス変化を相殺して温度補償を行っている。
Next, the operation will be described. When torque is applied to the upper shaft 1 by the steered wheels, a relative displacement in the rotational direction occurs on the shaft surface of the connection between the upper shaft 1 and the lower shaft 2. During this time, the movable magnetic element 5 acting as an elastic member
Are connected, the relative displacement is proportional to the applied torque. Since the inclination of the wing 4 of the movable magnetic element 5 changes due to its relative displacement, the magnitude of the applied torque can be obtained by magnetically detecting the inclination by the first to fourth coils 6a to 6d. . For example, when a rightward torque is applied to the upper shaft 1, in all four movable magnetic elements 6a to 6d, the torsion of the body 10 of the element body 3 causes
The right side of the wing 4 is lifted (radially outward), and the left side is lowered (radially inward). Then, as the right side, the yoke 13
Since the distance between d and 13e and the wing 4 becomes smaller, the inductance increases as the third and fourth coils 6c and 6d on the right side increase. On the other hand, the yokes 13a, 13
Since the distance between b and the wing 4 increases, the inductance decreases as the first and second coils 6a and 6b on the left. Therefore, if neither the temperature compensation function nor the dual safety function is provided, the torque can be obtained by measuring a change in the inductance of any one of the coils. However, actually, it is necessary to compensate the sensor output for the temperature change.
a, 6c, and the second and fourth coils 6b, 6d
And the inductance comparison circuits 41a and 41a
1f cancels the inductance change due to the temperature change of the coils 6a to 6d to perform the temperature compensation.

【0027】この例では、トルクによって、第1コイル
6aのインダクタンスよりも、第3コイル6cのインダ
クタンスが大きくなるため、これらのインダクタンスを
インダクタンス比較回路41aで比較し、その差を増幅
回路42aで増幅する事により、温度補償された、トル
クに応じた第1の出力が得られる。また、第2、第4コ
イル6b,6d、インダクタンス比較回路41f、増幅
回路42fによって、上記と同じ働きをする系をもう1
系統が設けられており、トルクに応じた第2の出力が得
られる。そして、どちらか1方に断線等の故障が発生し
た場合にも、他方の出力でバックアップを可能とする2
重安全機能が確保されている。また、可動磁性素子5に
異常に大きなトルクが加わると、可動磁性素子5が破壊
されるので、上部軸1の凸部1aと下部軸2の凹部2a
が相互に噛合って1定角度以上は回転できないようにな
っており、可動磁性素子5の破壊を防止している。
In this example, since the inductance of the third coil 6c becomes larger than the inductance of the first coil 6a due to the torque, these inductances are compared by the inductance comparison circuit 41a, and the difference is amplified by the amplification circuit 42a. By doing so, a temperature-compensated first output corresponding to the torque is obtained. The second and fourth coils 6b and 6d, the inductance comparison circuit 41f, and the amplification circuit 42f provide another system having the same function as described above.
A system is provided, and a second output according to the torque is obtained. Then, even if a failure such as disconnection occurs in one of the outputs, the other output can be used for backup.
Heavy safety functions are ensured. When an abnormally large torque is applied to the movable magnetic element 5, the movable magnetic element 5 is broken, so that the convex portion 1 a of the upper shaft 1 and the concave portion 2 a of the lower shaft 2
Are meshed with each other and cannot rotate more than one fixed angle, thereby preventing the movable magnetic element 5 from being broken.

【0028】実施の形態2.図5にはこの発明の実施の
形態2のトルク検出装置の一部断面正面図を示してい
る。以下の説明では、上記実施の形態1と異なる点のみ
を説明するもののとし、同一の構成部分については同一
の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態で
は、4つの可動磁性素子を、主に上部軸1側にウイング
41を持つ2つの第1可動磁性素子51と、主に下部軸
2側にウイング42を持つ2つの第2可動磁性素子52
とを備えている。そして、第1可動磁性素子51のウイ
ング41の軸方向長さの範囲内に第2,第4コイル6
b,6dのコイル対を、第2可動磁性素子52のウイン
グ42の軸方向長さの範囲内に第1,第3コイル6a,
6cのコイル対を設けている。ここで、実施の形態1と
は、第2コイル6bと第3コイル6cとの位置を入替え
ている。
Embodiment 2 FIG. 5 is a partial cross-sectional front view of a torque detector according to Embodiment 2 of the present invention. In the following description, only points different from the first embodiment will be described, and the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. In this embodiment, four movable magnetic elements are mainly composed of two first movable magnetic elements 51 having wings 41 on the upper shaft 1 side and two second movable magnetic elements having wings 42 mainly on the lower shaft 2 side. Magnetic element 52
And The second and fourth coils 6 are set within the range of the axial length of the wing 41 of the first movable magnetic element 51.
The first and third coils 6a and 6d are placed within the axial length of the wing 42 of the second movable magnetic element 52.
6c is provided. Here, the position of the second coil 6b and the position of the third coil 6c are replaced with those of the first embodiment.

【0029】上記実施の形態1では、可動磁性素子5の
ウイング4の軸方向長さを、第1ないし第4コイル6a
〜6dの4個全てをカバーする範囲に広げたため、コイ
ルの断線に関しては2重安全機能を持っている。しかし
ながら、可動磁性素子5が1個でも変形等の故障が発生
すると全てのコイルのインダクタンスに影響が現れるた
めに、可動磁性素子5の変形に関しては2重安全機能を
持っていない。そこで、第1可動磁性素子51のウイン
グ41は上部軸1側の2個のコイル6b,6dのみに、
下部軸2側にウイング42を持つ第2可動磁性素子52
のウイング42は第1,第2コイル6a,6cのみに影
響を与えるようにし、それぞれ独立した検出セットを2
セット構成することによって、可動磁性素子の変形に関
しても2重安全機能を持たせるようにしたものである。
In the first embodiment, the axial length of the wing 4 of the movable magnetic element 5 is set to the first to fourth coils 6a.
Since it has been expanded to cover all four of ~ 6d, it has a double safety function for disconnection of the coil. However, if a failure such as deformation occurs even with one movable magnetic element 5, the inductance of all coils appears, so that the movable magnetic element 5 does not have a double safety function. Therefore, the wing 41 of the first movable magnetic element 51 is provided only to the two coils 6b and 6d on the upper shaft 1 side.
Second movable magnetic element 52 having wing 42 on lower shaft 2 side
The wing 42 of FIG. 4 affects only the first and second coils 6a and 6c, and sets two independent detection sets.
By providing a set configuration, a double safety function is provided for the deformation of the movable magnetic element.

【0030】実施の形態3.上記実施の形態1,2で
は、可動磁性素子を1体構造で構成したが、磁気的性能
に優れた材料は、一般に機械的強度に劣るので、素子本
体を高強度材料で製造し、磁気的性能を要求されるウイ
ングのみを軟磁性材料で製造してもよい。また、素子本
体とウィング本体とは一体の板金によって成形し、ウイ
ング本体の上にアモルファス磁性金属箔等の高性能軟磁
性材料を固着してウィングを構成してもよい。また、実
施の形態1と同様に素子本体とウィングとを一体の板金
で成形し、ウィングに高性能軟磁性材料を固着して磁気
特性を実施の形態1よりもさらも向上させてもよい。こ
れにより、構造はやや複雑となるが、高強度化、高精度
化を計ることが出来る。また、上記実施の形態1,2で
は、弾性部材としての機能を可動磁性素子のみに負わせ
たが、強度が不足する場合は、トーションバーも備えて
も良い。また、上記実施の形態1、2では、ウイングの
軸方向の傾きを検出するためにインダクタンス比較回路
を用いたが、差動トランス方式、渦電流によるリアクタ
ンスを検出する方式等、コイルを用いる磁気的な方法で
有ればどの方法を用いてもよい。
Embodiment 3 In the first and second embodiments, the movable magnetic element has a one-piece structure. However, a material having excellent magnetic performance generally has poor mechanical strength. Only the wing for which performance is required may be made of a soft magnetic material. Also, the wing may be formed by molding the element body and the wing body by integral sheet metal, and fixing a high-performance soft magnetic material such as an amorphous magnetic metal foil on the wing body. Further, similarly to the first embodiment, the element body and the wing may be formed by integral sheet metal, and a high-performance soft magnetic material may be fixed to the wing to further improve the magnetic characteristics as compared with the first embodiment. As a result, although the structure is slightly complicated, it is possible to achieve higher strength and higher accuracy. In the first and second embodiments, the function as the elastic member is given only to the movable magnetic element. However, if the strength is insufficient, a torsion bar may be provided. In the first and second embodiments, the inductance comparison circuit is used to detect the inclination of the wing in the axial direction. However, a magnetic transformer using a coil, such as a differential transformer method or a method of detecting reactance due to eddy current, is used. Any method may be used as long as it is appropriate.

【0031】実施の形態4.図6(a)は本発明の実施
の形態4に係るトルク検出装置の一部断面正面図、同図
(b)は側面中央断面図を示す。この実施の形態では、
弾性部材である素子本体3は、矩形状の金属板がC字形
に曲げ加工されている。上部軸1及び下部軸2のそれぞ
れの先端部には取付板20、20がそれぞれ取り付けら
れている。取付板20,20にはそれぞれ4箇所係止部
20aが形成されている。一方の取付板20の係止部2
0aに、素子本体3の一方のステー部11が固定されて
おり、他方の取付板20の係止部20aに、素子本体3
の他方のステー部11が固定されている。この実施の形
態では、矩形状の金属板をC字形に曲げ加工して素子本
体3が形成されており、形状が単純であるとともに、板
厚を厚くすることができ、大きなトルクの検出が可能と
なる。また、ステー部11間の距離を大きくとれるの
で、それだけステー部11の可動範囲が大きくなり、上
部軸1と下部軸2との間に大きな捻れ変形を与えても、
素子本体3には過大な応力が発生しにくくなり、ダイナ
ミックレンジの広いトルク計測が可能となる。
Embodiment 4 FIG. FIG. 6 (a) is a partial cross-sectional front view of a torque detecting device according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 6 (b) is a side central cross-sectional view. In this embodiment,
The element body 3 which is an elastic member is formed by bending a rectangular metal plate into a C shape. Attachment plates 20, 20 are respectively attached to the distal ends of the upper shaft 1 and the lower shaft 2. Each of the mounting plates 20, 20 is formed with four locking portions 20a. Locking part 2 of one mounting plate 20
0a, one stay portion 11 of the element body 3 is fixed, and the locking portion 20a of the other mounting plate 20 is attached to the element body 3
The other stay portion 11 is fixed. In this embodiment, the element main body 3 is formed by bending a rectangular metal plate into a C-shape, so that the shape is simple, the plate thickness can be increased, and a large torque can be detected. Becomes In addition, since the distance between the stays 11 can be increased, the movable range of the stay 11 increases accordingly, and even if a large torsional deformation is given between the upper shaft 1 and the lower shaft 2,
Excessive stress is less likely to be generated in the element body 3, and torque measurement with a wide dynamic range can be performed.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、相互間にトルクが印加される第1軸及び第2軸
と、前記第1軸と前記第2軸との表面に跨って固着され
第1軸と第2軸との相対回転によって生じる第1軸と第
2軸との表面の相対的な変位に対して弾性変形する素子
本体及び該素子本体に支持されその弾性変形によって軸
方向の傾きが変化する軟磁性を有するウイングとを含む
可動磁性素子と、前記可動磁性素子のウイングと径方向
外側に所定間隔を隔てて配置されウィングの傾きを磁気
的に検出するコイルとを備えているので、可動磁性素子
の素子本体自体に第1軸と第2軸間のトルクに比例した
捻り変形を発生させる弾性部材としての機能があり、一
つの可動磁性素子だけでトルクを検出することが可能と
なって構造を簡略化できる。また、従来のようなトーシ
ョンバーが不要となり、部品点数を削減することも可能
となる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the first axis and the second axis to which a torque is applied between the first axis and the second axis, and the surfaces of the first axis and the second axis. An element body that is fixed across the body and elastically deforms with respect to a relative displacement of the surface between the first axis and the second axis caused by relative rotation between the first axis and the second axis; A movable magnetic element including a wing having soft magnetism whose inclination in the axial direction is changed by a coil, and a coil that is disposed at a predetermined interval radially outward from the wing of the movable magnetic element and that magnetically detects the inclination of the wing, , The element itself of the movable magnetic element has a function as an elastic member that generates torsional deformation in proportion to the torque between the first axis and the second axis, and the torque is detected by only one movable magnetic element. To simplify the structure It can be. Further, the conventional torsion bar becomes unnecessary, and the number of parts can be reduced.

【0033】また、請求項2の発明によれば、可動磁性
素子のウイングの軸方向長さの範囲内に、第1軸と第2
軸とを中心としてウィングを周回する様に巻装されたコ
イルを軸方向に所定距離離して一対設け、一対のコイル
の出力の差をとることにより温度補償を行うようにした
ので、コイルの出力の差をとることにより温度変化によ
る影響を排除でき、従来のように温度補償用のコイルを
別途設ける必要が無くなる。
According to the second aspect of the present invention, the first axis and the second axis are set within the range of the axial length of the wing of the movable magnetic element.
A pair of coils wound around the wing around the shaft are provided at a predetermined distance in the axial direction, and temperature difference is compensated for by taking the difference between the outputs of the pair of coils. By taking the difference, the effect of the temperature change can be eliminated, and it is not necessary to separately provide a coil for temperature compensation as in the related art.

【0034】また、請求項3の発明によれば、一対のコ
イルのセットを複数セット備えているので、一方のセッ
トのコイルに断線が生じても、残りのセットのコイル対
によってトルクを検出可能で、一つの可動磁性素子によ
って多重の安全機能を持たせることができる。
According to the third aspect of the present invention, since a plurality of sets of a pair of coils are provided, even if one of the coils is disconnected, torque can be detected by the remaining set of coil pairs. Thus, multiple safety functions can be provided by one movable magnetic element.

【0035】また、請求項4の発明によれば、可動磁性
素子が、第1軸と第2軸との周方向に沿って複数配置さ
れているので、検出感度が高まる。
According to the fourth aspect of the present invention, since a plurality of movable magnetic elements are arranged along the circumferential direction of the first axis and the second axis, detection sensitivity is increased.

【0036】また、請求項5の発明によれば、複数の可
動磁性素子は、主に第1軸側にウイングを持つ第1可動
磁性素子と、主に第2軸側にウイングを持つ第2可動磁
性素子とを備え、前記第1可動磁性素子のウイングの軸
方向長さの範囲内に少なくとも一対、前記第2可動磁性
素子のウイングの軸方向長さの範囲内に少なくとも一対
のコイルをそれぞれ備えているので、第1,第2可動磁
性素子のいずれか一方が変形しても、他方の可動磁性素
子と一対のコイルによってトルクを検出することがで
き、可動磁性素子の変形に関して2重の安全機能を持た
せることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the plurality of movable magnetic elements include a first movable magnetic element having a wing mainly on the first shaft side and a second movable magnetic element having a wing mainly on the second shaft side. A movable magnetic element, and at least one pair of coils within a range of an axial length of a wing of the first movable magnetic element, and at least a pair of coils within a range of an axial length of a wing of the second movable magnetic element, respectively. Since one of the first and second movable magnetic elements is deformed, the torque can be detected by the other movable magnetic element and the pair of coils. It can have a safety function.

【0037】また、請求項6の発明によれば、素子本体
とウィングとは全体が一体の軟磁性材料の板金より構成
することにより、プレス加工で成形でき、削り加工を多
用する従来例に比べ、大幅に工数を減らすことができ、
製造コストを大幅に下げることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the element body and the wing can be formed by press working since the whole of the element body and the wing are made of an integral sheet of soft magnetic material. , Can significantly reduce man-hours,
Manufacturing costs can be significantly reduced.

【0038】また、請求項7の発明によれば、素子本体
とウィングとは首部を介して接続され、首部にはコーキ
ングが施されているので、首部の強度を高めることがで
きる。
According to the invention of claim 7, the element body and the wing are connected via the neck, and the neck is caulked, so that the strength of the neck can be increased.

【0039】また、請求項8の発明によれば、素子本体
は高強度材料で成形し、ウィングを素子本体とは別体の
軟磁性材料で成形しているので、素子本体はより高強度
の材料を、ウィングはより磁気特性の良い材料を使用す
ることができ、高強度化、高精度化といった性能を高く
することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the element body is formed of a high-strength material, and the wing is formed of a soft magnetic material separate from the element body. For the wing, a material having better magnetic properties can be used for the wing, and performance such as higher strength and higher accuracy can be improved.

【0040】また、請求項9の発明によれば、素子本体
とウィング本体とは一体の板金により成形し、ウィング
本体に軟磁性材料を固着してウィングを構成しているの
で、高強度化、高精度化を図ることができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the element main body and the wing main body are formed by integral sheet metal and the wing is formed by fixing a soft magnetic material to the wing main body. High accuracy can be achieved.

【0041】また、請求項10の発明によれば、素子本
体は、軸方向に延びる胴部と、該胴部の両端を曲げ加工
することによって構成され前記第1及び第2軸部に固着
されるステー部とから構成され、ウィングは前記胴部と
並設されて軸方向に延び、かつ前記胴部中央で接続され
ているので、成形性が向上する。
According to the tenth aspect of the present invention, the element body is constituted by bending a body extending in the axial direction and both ends of the body, and is fixed to the first and second shafts. Since the wings are arranged in parallel with the body and extend in the axial direction and are connected at the center of the body, the formability is improved.

【0042】また、請求項11の発明によれば、胴部の
形状はウィングに向かって先細となる略台形状に成形さ
れているので、ウィング部との接続部に力が集中し、ウ
ィングの変位を大きくすることができる。
According to the eleventh aspect of the present invention, since the shape of the body is formed into a substantially trapezoidal shape tapering toward the wing, the force is concentrated on the connection with the wing, and the wing is formed. The displacement can be increased.

【0043】また、請求項12の発明によれば、素子本
体は、矩形状の長板がC字形に曲げ加工されているとと
も、両端部のステー部が第1軸及び第2軸にそれぞれ固
定されているので、素子本体の形状が単純化し、板厚を
厚くすることができるとともに、大きなトルクの検出が
可能となる。また、ダイナミックレンジの広いトルク計
測が可能となる。
According to the twelfth aspect of the present invention, in the element body, the rectangular long plate is bent into a C-shape, and the stay portions at both ends are formed on the first axis and the second axis, respectively. Since it is fixed, the shape of the element body is simplified, the plate thickness can be increased, and a large torque can be detected. Further, torque measurement with a wide dynamic range can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1のトルク検出装置を
示すもので、(a)は一部断面正面図、(b)は側面中
央断面図である。
FIGS. 1A and 1B show a torque detecting device according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a partially sectional front view, and FIG.

【図2】 この発明の実施の形態1のトルク検出装置の
第1軸と第2軸の接続部を示す一部断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a connection portion between a first shaft and a second shaft of the torque detection device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1のトルク検出装置の
可動磁性素子の展開図である。
FIG. 3 is a development view of a movable magnetic element of the torque detection device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態1のトルク検出装置の
回路ブロック図である。
FIG. 4 is a circuit block diagram of the torque detection device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態2のトルク検出装置の
一部断面正面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional front view of a torque detection device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態4のトルク検出装置を
示すもので、(a)は一部断面正面図、(b)は側面中
央断面図である。
6A and 6B show a torque detecting device according to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is a partial sectional front view, and FIG.

【図7】 従来のトルク検出装置の一部断面正面図であ
る。
FIG. 7 is a partial sectional front view of a conventional torque detecting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上部軸(第1軸)、2 下部軸(第2軸)、3 素
子本体、4 ウィング、5 可動磁性素子、6a〜6
d、第1〜第4コイル、10 胴部、11 ステイ部、
13a〜13e ヨーク、14 ヨーク、41,42
第1,第2ウィング、51,52 第1可動磁性素子。
Reference Signs List 1 upper axis (first axis), 2 lower axis (second axis), 3 element body, 4 wings, 5 movable magnetic elements, 6a to 6
d, first to fourth coils, 10 trunk, 11 stay,
13a to 13e yokes, 14 yokes, 41, 42
First and second wings, 51, 52 First movable magnetic element.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相互間にトルクが印加される第1軸及び
第2軸と、 前記第1軸と前記第2軸との表面に跨って固着され第1
軸と第2軸との相対回転によって生じる第1軸と第2軸
表面の相対的な変位に対して弾性変形する素子本体、及
び該素子本体に支持されその弾性変形によって軸方向の
傾きが変化する軟磁性を有するウイングを含む可動磁性
素子と、 この可動磁性素子の前記ウイングと径方向外側に所定間
隔を隔てて配置され前記ウィングの前記傾きを磁気的に
検出するコイルと、 を備えたトルク検出装置。
A first shaft and a second shaft to which torque is applied between the first shaft and the second shaft; and a first shaft fixed to a surface of the first shaft and the second shaft.
An element body elastically deformed by a relative displacement between a first axis and a second axis surface caused by a relative rotation between the axis and the second axis, and an axial inclination changed by the elastic deformation supported by the element body A movable magnetic element including a wing having soft magnetism, and a coil disposed at a predetermined distance radially outward from the wing of the movable magnetic element and magnetically detecting the inclination of the wing. Detection device.
【請求項2】 可動磁性素子のウイングの軸方向長さの
範囲内に、第1軸と第2軸とを中心としてウィングを周
回するように巻装されたコイルを軸方向に所定距離離し
て一対設け、一対のコイルの出力の差をとることにより
温度補償を行う請求項1に記載のトルク検出装置。
2. A coil wound around a wing around a first axis and a second axis within a range of an axial length of a wing of a movable magnetic element, and is separated by a predetermined distance in an axial direction. The torque detection device according to claim 1, wherein temperature compensation is performed by taking a difference between outputs of a pair of coils and a pair of coils.
【請求項3】 一対のコイルのセットを複数セット備え
ている請求項2に記載のトルク検出装置。
3. The torque detecting device according to claim 2, comprising a plurality of sets of a pair of coils.
【請求項4】 可動磁性素子が、第1軸と第2軸との周
方向に沿って複数配置されている請求項1,2または3
に記載のトルク検出装置。
4. A plurality of movable magnetic elements are arranged along a circumferential direction of a first axis and a second axis.
3. The torque detecting device according to 1.
【請求項5】 複数の可動磁性素子は、主に第1軸側に
ウイングを持つ第1可動磁性素子と、主に第2軸側にウ
イングを持つ第2可動磁性素子とを備え、前記第1可動
磁性素子のウイングの軸方向長さの範囲内に少なくとも
一対、前記第2可動磁性素子のウイングの軸方向長さの
範囲内に少なくとも一対のコイルをそれぞれ備えた請求
項4に記載のトルク検出装置。
5. A movable magnetic element comprising: a first movable magnetic element having a wing mainly on a first axis side; and a second movable magnetic element having a wing mainly on a second axis side. The torque according to claim 4, wherein at least one pair of coils is provided within a range of an axial length of the wing of the first movable magnetic element, and at least a pair of coils are provided within a range of an axial length of the wing of the second movable magnetic element. Detection device.
【請求項6】 素子本体とウィングとは全体が一体の軟
磁性材料の板金よりなる請求項1ないし5の何れかに記
載のトルク検出装置。
6. The torque detecting device according to claim 1, wherein the element body and the wing are entirely formed of a sheet metal of a soft magnetic material.
【請求項7】 素子本体とウィングとは首部を介して接
続され、首部にはコーキングが施されている請求項1な
いし6の何れかに記載のトルク検出装置。
7. The torque detecting device according to claim 1, wherein the element body and the wing are connected via a neck, and the neck is caulked.
【請求項8】 素子本体は高強度材料で構成し、ウィン
グを素子本体とは別体の軟磁性材料で構成した請求項1
ないし5の何れかに記載のトルク検出装置。
8. The element body is formed of a high-strength material, and the wing is formed of a soft magnetic material separate from the element body.
6. The torque detecting device according to any one of claims 5 to 5.
【請求項9】 素子本体とウィング本体とは一体の板金
により成形し、ウィング本体に軟磁性材料を固着してウ
ィングを構成した請求項1ないし5の何れかに記載のト
ルク検出装置。
9. The torque detecting device according to claim 1, wherein the element main body and the wing main body are formed by integral sheet metal and a wing is formed by fixing a soft magnetic material to the wing main body.
【請求項10】 素子本体は、軸方向に延びる胴部と、
該胴部の両端を曲げ加工することによって構成され第1
及び第2軸部に固着されるステー部とから構成され、ウ
ィングは前記胴部と並設されて軸方向に延び、かつ前記
胴部中央で接続されている請求項1ないし9のいずれか
に記載のトルク検出装置。
10. An element body includes a body extending in an axial direction,
The first is constituted by bending both ends of the body.
And a stay fixed to the second shaft portion, wherein the wing is arranged in parallel with the body portion, extends in the axial direction, and is connected at the center of the body portion. The torque detector according to any one of claims 1 to 3.
【請求項11】 胴部の形状はウィングに向かって先細
となる略台形状に成形されている請求項10に記載のト
ルク検出装置。
11. The torque detecting device according to claim 10, wherein the shape of the trunk portion is formed in a substantially trapezoidal shape tapering toward the wing.
【請求項12】 素子本体は、矩形状の長板がC字形に
曲げ加工されているとともに、両端部のステー部が第1
軸及び第2軸にそれぞれ固定されている請求項1ないし
9の何れかに記載のトルク検出装置。
12. The element body has a rectangular long plate bent into a C-shape, and stay portions at both ends are formed by a first member.
10. The torque detecting device according to claim 1, wherein the torque detecting device is fixed to the shaft and the second shaft.
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