JP2001272289A - トルクトランスジューサの製造方法、トルク検出方法およびトルクセンサ - Google Patents
トルクトランスジューサの製造方法、トルク検出方法およびトルクセンサInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】トーション部材が受けるねじれ歪みの電気的指
示を与えるトルクセンサまたはトランスジューサを提供
すること。 【解決手段】最大歪み感度軸線を有する圧電素子12がそ
の対向面に一対の電極14、16を有する。一対の環状弾性
スペーサ18、20が各電極上に配置され、その上にカバー
22、24を設けてエアギャップを有するトランスジューサ
を形成する。トーション部材34の所定領域の凹部内に歪
み伝達用ポッティング材料で固定されたサブアセンブリ
10を配置する。このサブアセンブリに接続したリード線
が可変コンデンサを介して外部発振回路に接続される。
この回路は、発振器のヘテロダイン周波数の変化を決定
し、歪んだ圧電素子の共振周波数をトーション部材のね
じれ歪みの指標とする。可変コンデンサは角度位置の電
気的指示を与える。
示を与えるトルクセンサまたはトランスジューサを提供
すること。 【解決手段】最大歪み感度軸線を有する圧電素子12がそ
の対向面に一対の電極14、16を有する。一対の環状弾性
スペーサ18、20が各電極上に配置され、その上にカバー
22、24を設けてエアギャップを有するトランスジューサ
を形成する。トーション部材34の所定領域の凹部内に歪
み伝達用ポッティング材料で固定されたサブアセンブリ
10を配置する。このサブアセンブリに接続したリード線
が可変コンデンサを介して外部発振回路に接続される。
この回路は、発振器のヘテロダイン周波数の変化を決定
し、歪んだ圧電素子の共振周波数をトーション部材のね
じれ歪みの指標とする。可変コンデンサは角度位置の電
気的指示を与える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トルクセンサ、特
に、変化する負荷トルクまたはモーメントを受けた時、
トーション部材が受けるねじれ歪み(torsional strain)
における変化を示す電気信号を供給するためのトランス
ジューサに関する。
に、変化する負荷トルクまたはモーメントを受けた時、
トーション部材が受けるねじれ歪み(torsional strain)
における変化を示す電気信号を供給するためのトランス
ジューサに関する。
【０００２】
【従来の技術】ねじれ歪み用のセンサおよびトランスジ
ューサは、静的な、あるいは擬似的に静的な、および動
的なトルク変動を含むシステムの作動中に、シャフトが
トルクの変化を受けるそのようなシステムに特に好まし
いものである。このような利用としては、自動車のステ
アリングシャフトおよびモータまたは動力伝達軸等に使
用するロータ軸が含まれる。
ューサは、静的な、あるいは擬似的に静的な、および動
的なトルク変動を含むシステムの作動中に、シャフトが
トルクの変化を受けるそのようなシステムに特に好まし
いものである。このような利用としては、自動車のステ
アリングシャフトおよびモータまたは動力伝達軸等に使
用するロータ軸が含まれる。
【０００３】それゆえ、シャフトのトルク用トランスジ
ューサは、そのシャフトに設けた磁気弾性要素(magneto
elastic member)および検出コイルを使用して、磁気弾
性要素がねじれ歪みを受けたときに磁界の変化を検出す
る。しかし、シャフトの歪みを磁気弾性要素に伝達でき
るように、このシャフトに磁気弾性要素を取り付けるこ
とが難しいために、このような装置は大量生産向きに使
用できないという問題を生じている。
ューサは、そのシャフトに設けた磁気弾性要素(magneto
elastic member)および検出コイルを使用して、磁気弾
性要素がねじれ歪みを受けたときに磁界の変化を検出す
る。しかし、シャフトの歪みを磁気弾性要素に伝達でき
るように、このシャフトに磁気弾性要素を取り付けるこ
とが難しいために、このような装置は大量生産向きに使
用できないという問題を生じている。
【０００４】圧電素子を使用する公知のトランスジュー
サは、これが高い衝撃負荷を受けるとき、圧電素子から
の出力を受入れるために、機械的に強制的にかつ電気的
に接続される圧電素子を用いている。このような装置
は、エッチ．エス．ルー(H.S.Lew)氏に付与された米国
特許第４８３５４３６号明細書に開示されているが、こ
の装置は、トーション部材に対して低いねじれ歪みおよ
び／または低トルクを加える場合には不適当であり、特
に、自動車のステアリング軸への利用には適していな
い。
サは、これが高い衝撃負荷を受けるとき、圧電素子から
の出力を受入れるために、機械的に強制的にかつ電気的
に接続される圧電素子を用いている。このような装置
は、エッチ．エス．ルー(H.S.Lew)氏に付与された米国
特許第４８３５４３６号明細書に開示されているが、こ
の装置は、トーション部材に対して低いねじれ歪みおよ
び／または低トルクを加える場合には不適当であり、特
に、自動車のステアリング軸への利用には適していな
い。
【０００５】このような自動車用ステアリングシャフト
を擬似静的な状態で使用する場合、軸の角度変位を電気
的に示すことが必要であり、それゆえ、個別の角度位置
センサを必要とする。
を擬似静的な状態で使用する場合、軸の角度変位を電気
的に示すことが必要であり、それゆえ、個別の角度位置
センサを必要とする。
【０００６】こうして、トルクが加えられる部材にねじ
れ歪みを電気的に検出しかつそれを指示して、前記部材
に加わるねじれ歪みの変化に応答して高い感度でかつ比
較的高い分解能を有する電気信号出力が与えられる方法
および装置が長い間求められてきた。
れ歪みを電気的に検出しかつそれを指示して、前記部材
に加わるねじれ歪みの変化に応答して高い感度でかつ比
較的高い分解能を有する電気信号出力が与えられる方法
および装置が長い間求められてきた。
【０００７】さらに、回転角度位置を電気的に示し、こ
の指示器が容易に製造できて大量生産に組み込まれ、か
つメンテナンスの維持が容易であり、比較的低コストで
製造できるようなトルクセンサまたはトランスジューサ
を提供することが望まれてきた。
の指示器が容易に製造できて大量生産に組み込まれ、か
つメンテナンスの維持が容易であり、比較的低コストで
製造できるようなトルクセンサまたはトランスジューサ
を提供することが望まれてきた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、トルクが加えられたとき、トーション部材が受ける
ねじれ歪みの電気的指示を連続的して供給するトルクセ
ンサまたはトランスジューサを提供することを目的とす
る。また，本発明は、トルクトランスジューサの製造方
法、トルク検出方法を提供することを目的とする。
は、トルクが加えられたとき、トーション部材が受ける
ねじれ歪みの電気的指示を連続的して供給するトルクセ
ンサまたはトランスジューサを提供することを目的とす
る。また，本発明は、トルクトランスジューサの製造方
法、トルク検出方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は各請求項に記載の構成を有する。本発明の
トランスジューサは、歪みを受けるトーション部材の所
定領域に置かれた圧電素子を使用する。この圧電素子
は、発振器を用いる外部検出回路に可変コンデンサを介
して容量結合されている。この可変コンデンサは、角度
変位を示す可変容量を有するので、個別の角度位置セン
サを用いる必要がない。圧電素子は、被覆された電極
と、電極とカバーとの間にエアギャップを与える弾性誘
電体スペーサを有するサブアセンブリを形成し、このア
センブリの共振周波数において、センサの信号出力を改
善する。
に、本発明は各請求項に記載の構成を有する。本発明の
トランスジューサは、歪みを受けるトーション部材の所
定領域に置かれた圧電素子を使用する。この圧電素子
は、発振器を用いる外部検出回路に可変コンデンサを介
して容量結合されている。この可変コンデンサは、角度
変位を示す可変容量を有するので、個別の角度位置セン
サを用いる必要がない。圧電素子は、被覆された電極
と、電極とカバーとの間にエアギャップを与える弾性誘
電体スペーサを有するサブアセンブリを形成し、このア
センブリの共振周波数において、センサの信号出力を改
善する。
【００１０】圧電素子サブアセンブリは、好ましくは凹
部である所定領域に歪み伝達用のポッティング媒体を用
いて固定される。本発明の好ましい実施形態において、
検出回路は、発振器を含み、トーション部材が受ける歪
みを測定するために圧電素子の共振周波数の変化を検出
する。
部である所定領域に歪み伝達用のポッティング媒体を用
いて固定される。本発明の好ましい実施形態において、
検出回路は、発振器を含み、トーション部材が受ける歪
みを測定するために圧電素子の共振周波数の変化を検出
する。
【００１１】本発明は、大量生産を比較的低コストでか
つ容易に製造可能にする強力なトルクトランスジューサ
を提供する。特に、この装置は、例えば、車両のステア
リングシャフトまたは回転動力伝達用シャフトまたはモ
ータ軸等の回転シャフトに擬似静的に歪み変形する要素
を取り付けるのに適している。
つ容易に製造可能にする強力なトルクトランスジューサ
を提供する。特に、この装置は、例えば、車両のステア
リングシャフトまたは回転動力伝達用シャフトまたはモ
ータ軸等の回転シャフトに擬似静的に歪み変形する要素
を取り付けるのに適している。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て説明する。図１〜図３において、トランスジューサ・
サブアセンブリ１０は、圧電水晶素子１２を含み、この
素子は、導電材料のイオンスパッタリングによって互い
に対向する面に形成された、プレート状または円板形状
の一対の電極１４，１６を備えている。
て説明する。図１〜図３において、トランスジューサ・
サブアセンブリ１０は、圧電水晶素子１２を含み、この
素子は、導電材料のイオンスパッタリングによって互い
に対向する面に形成された、プレート状または円板形状
の一対の電極１４，１６を備えている。
【００１３】本発明の実施形態では、この電極は、金材
料で形成されているが、他の適当な導電材料を使用する
ことが可能である。一対の弾性環状誘電体スペーサ１
８，２０が、圧電素子１２の対向面上に配置され、カバ
ー部材２２，２４が、その上に配置されてスペーサと電
極を覆い、各電極１４，１６上の各スペーサ１８，２０
で取り囲んだ部分にエアギャップ２６，２８が形成され
ている。
料で形成されているが、他の適当な導電材料を使用する
ことが可能である。一対の弾性環状誘電体スペーサ１
８，２０が、圧電素子１２の対向面上に配置され、カバ
ー部材２２，２４が、その上に配置されてスペーサと電
極を覆い、各電極１４，１６上の各スペーサ１８，２０
で取り囲んだ部分にエアギャップ２６，２８が形成され
ている。
【００１４】この好ましい実施形態では、環状のスペー
サ１８，２０は、弾性体材料、特に、フッ化シリコン(f
luorosilicon)のエラストマーで形成されており、硬度
計のショアー硬さＡスケールで７０を越えないものが最
適である。
サ１８，２０は、弾性体材料、特に、フッ化シリコン(f
luorosilicon)のエラストマーで形成されており、硬度
計のショアー硬さＡスケールで７０を越えないものが最
適である。
【００１５】カバー部材２２，２４は、適当なプラスチ
ックまたは金属材料で形成することができる。このアセ
ンブリ１０は、適当な接着剤、例えば、スプレー粘性材
料で一時的に接着することができる。電気リード線３
０，３２がそれぞれの電極１４，１６にハンダ等の溶接
部材により取り付けられる。
ックまたは金属材料で形成することができる。このアセ
ンブリ１０は、適当な接着剤、例えば、スプレー粘性材
料で一時的に接着することができる。電気リード線３
０，３２がそれぞれの電極１４，１６にハンダ等の溶接
部材により取り付けられる。
【００１６】図１において、ねじれ歪み用要素３４は、
凹部３６を有し、この凹部内の所定領域に、サブアセン
ブリ１０が収納されかつその底部が適当なスペーサ３８
によって支持される。サブアセンブリ１０は、例えば、
エポキシ樹脂材料等の歪み伝達用貼付けコンパウンドに
よって凹部３６内の適所に取付けられる。
凹部３６を有し、この凹部内の所定領域に、サブアセン
ブリ１０が収納されかつその底部が適当なスペーサ３８
によって支持される。サブアセンブリ１０は、例えば、
エポキシ樹脂材料等の歪み伝達用貼付けコンパウンドに
よって凹部３６内の適所に取付けられる。
【００１７】本発明の実施形態では、シクロヘキシルア
ミンまたはヘキサヒドロサルチル(hexahydrophthalic)
の硬化性エポキシ材料を含んだビスフェノールＡ樹脂が
適切な材料であり、この樹脂材料は、華氏で約500度の
使用限界温度を有し、かつ少なくとも１５０℃のガラス
転移温度を有して１５０℃で少なくとも５．６×１０8
ＰＡの弾性率を有している。しかし、他のポッティング
材料を歪み伝達媒体として使用することもできる。
ミンまたはヘキサヒドロサルチル(hexahydrophthalic)
の硬化性エポキシ材料を含んだビスフェノールＡ樹脂が
適切な材料であり、この樹脂材料は、華氏で約500度の
使用限界温度を有し、かつ少なくとも１５０℃のガラス
転移温度を有して１５０℃で少なくとも５．６×１０8
ＰＡの弾性率を有している。しかし、他のポッティング
材料を歪み伝達媒体として使用することもできる。
【００１８】圧電性水晶素子１２のエッジは、歪み伝達
用のポッティング材料と直接接触している。本発明の実
施形態では、セラミック材料からスペーサ３８を形成す
ると満足できるものが得られた。このサブアセンブリ１
０は、所定領域３６の中心に配置される。
用のポッティング材料と直接接触している。本発明の実
施形態では、セラミック材料からスペーサ３８を形成す
ると満足できるものが得られた。このサブアセンブリ１
０は、所定領域３６の中心に配置される。
【００１９】本発明の実施形態において、圧電素子１２
は、その周縁上の平らな表面４０によって決定される最
大歪み感度の軸線を有し、この軸線は、この平面４０を
備えるサブアセンブリ１０を、トーション部材３４の長
手軸線、即ちトーション部材３４に加えられるトルクの
軸線である図１の軸線４２に対して約４５°の角度に配
置するために使用される。
は、その周縁上の平らな表面４０によって決定される最
大歪み感度の軸線を有し、この軸線は、この平面４０を
備えるサブアセンブリ１０を、トーション部材３４の長
手軸線、即ちトーション部材３４に加えられるトルクの
軸線である図１の軸線４２に対して約４５°の角度に配
置するために使用される。
【００２０】凹部３６内にサブアセンブリ１０が取付ら
れると、凹部３６は、ポッティングコンパウンド(potti
ng compound)で満たされ、このコンパウンドは、硬化処
理により、十分に高い弾性率を有し、トーション部材３
４のひずみを圧電素子１２に伝達する。
れると、凹部３６は、ポッティングコンパウンド(potti
ng compound)で満たされ、このコンパウンドは、硬化処
理により、十分に高い弾性率を有し、トーション部材３
４のひずみを圧電素子１２に伝達する。
【００２１】本発明の実施形態において、トーション部
材は、ＳＡＥ1045の鋼材等の中炭素鋼で形成され、約
０．７５インチ（19ｍｍ）の直径を有する。また、凹部
３６は、平らな底部を有する座ぐり穴で、直径が約０．
６０インチ（15.2ｍｍ）、深さが約０．２８インチ（7.
1ｍｍ）である。しかし、トーション部材３４の大きさ
およびトランスジューサ要素は、本発明の実施形態に従
って変更でき、凹部３６の直径は、トーション部材３４
の直径の約８０％である。
材は、ＳＡＥ1045の鋼材等の中炭素鋼で形成され、約
０．７５インチ（19ｍｍ）の直径を有する。また、凹部
３６は、平らな底部を有する座ぐり穴で、直径が約０．
６０インチ（15.2ｍｍ）、深さが約０．２８インチ（7.
1ｍｍ）である。しかし、トーション部材３４の大きさ
およびトランスジューサ要素は、本発明の実施形態に従
って変更でき、凹部３６の直径は、トーション部材３４
の直径の約８０％である。
【００２２】図４には、トランスジューサ・サブアセン
ブリの別の実施形態が参照番号５０で示されており、こ
のサブアセンブリ５０は、好ましくは、圧電性水晶素子
５２を含み、この素子５２は、ほぼ円板状で、互いに対
向する面に電極層５４，５６を有している。図４の実施
形態では、弾性の環状スペーサ５８，６０が電極５４，
５６上に配置され、スペーサ５８は、ほぼ矩形状断面ま
たはガスケット形状を有する。
ブリの別の実施形態が参照番号５０で示されており、こ
のサブアセンブリ５０は、好ましくは、圧電性水晶素子
５２を含み、この素子５２は、ほぼ円板状で、互いに対
向する面に電極層５４，５６を有している。図４の実施
形態では、弾性の環状スペーサ５８，６０が電極５４，
５６上に配置され、スペーサ５８は、ほぼ矩形状断面ま
たはガスケット形状を有する。
【００２３】一対の平坦な円板状またはウエハ形状のカ
バー６２，６４がそれぞれスペーサ５８，６０上に配置
され、電極５６，５８の面とカバー６２，６４の内面と
の間にそれぞれエアギャップが形成されている。
バー６２，６４がそれぞれスペーサ５８，６０上に配置
され、電極５６，５８の面とカバー６２，６４の内面と
の間にそれぞれエアギャップが形成されている。
【００２４】図５において、本発明の別の実施形態が示
され、このトランスジューサ・サブアセンブリ７０は、
ほぼ円板状の圧電素子１２を有し、この圧電素子の対向
する面に電極が配置され、その１つが参照番号７４で図
５に示されている。この電極には、それぞれ電気リード
線７６，７８が取付けられている。一対の環状弾性スペ
ーサ８０，８２は、電極上に配置され、薄いウエハ状の
カバー８４，８６が各スぺーサ８０，８２のそれぞれの
上に配置されている。サブアセンブリ７０は、トーショ
ン部材９０に形成された凹部８８に受入れられ、この凹
部には適当な歪み伝達用ポッティング材料９２が満たさ
れている。サブアセンブリ７０は、適当なスペーサ９４
によって座ぐり穴８８の底部から離れるように配置され
る。本発明の実施形態では、セラミック材料でスペーサ
９４を作ることが望ましい。
され、このトランスジューサ・サブアセンブリ７０は、
ほぼ円板状の圧電素子１２を有し、この圧電素子の対向
する面に電極が配置され、その１つが参照番号７４で図
５に示されている。この電極には、それぞれ電気リード
線７６，７８が取付けられている。一対の環状弾性スペ
ーサ８０，８２は、電極上に配置され、薄いウエハ状の
カバー８４，８６が各スぺーサ８０，８２のそれぞれの
上に配置されている。サブアセンブリ７０は、トーショ
ン部材９０に形成された凹部８８に受入れられ、この凹
部には適当な歪み伝達用ポッティング材料９２が満たさ
れている。サブアセンブリ７０は、適当なスペーサ９４
によって座ぐり穴８８の底部から離れるように配置され
る。本発明の実施形態では、セラミック材料でスペーサ
９４を作ることが望ましい。
【００２５】図６において、本発明のトルクセンサアセ
ンブリ１００は、トランスジューサ・サブアセンブリ１
０２を含み、このサブアセンブリは、トーション部材１
０６に設けた凹部１０４に取り付けられている。所望で
あれば、トランスジューサ・サブアセンブリ１０２は、
サブアセンブリ１０，５０，７０のいずれの形状を用い
ることができ、歪み伝達用ポッティング材料（図６では
省略）によって所定領域に取付けられている。
ンブリ１００は、トランスジューサ・サブアセンブリ１
０２を含み、このサブアセンブリは、トーション部材１
０６に設けた凹部１０４に取り付けられている。所望で
あれば、トランスジューサ・サブアセンブリ１０２は、
サブアセンブリ１０，５０，７０のいずれの形状を用い
ることができ、歪み伝達用ポッティング材料（図６では
省略）によって所定領域に取付けられている。
【００２６】トランスジューササブアセンブリ１０２
は、ポッティング材料から伸びた電気リード線１０８，
１１０を有し、リード線１０８は、トーション部材１０
６に取付けられたキャパシタプレート１１２に接続さ
れ、サブアセンブリ１０２の一面側に軸方向に間隔を置
いて配置されている。他方のリード線１１０は、サブア
センブリの他面側で軸方向に間隔を置いて配置されたキ
ャパシタプレート１１４に接続されている。このキャパ
シタプレート１１４は、トーション部材１０６とともに
移動できるように取付けられている。
は、ポッティング材料から伸びた電気リード線１０８，
１１０を有し、リード線１０８は、トーション部材１０
６に取付けられたキャパシタプレート１１２に接続さ
れ、サブアセンブリ１０２の一面側に軸方向に間隔を置
いて配置されている。他方のリード線１１０は、サブア
センブリの他面側で軸方向に間隔を置いて配置されたキ
ャパシタプレート１１４に接続されている。このキャパ
シタプレート１１４は、トーション部材１０６とともに
移動できるように取付けられている。
【００２７】第２の対である固定のキャパシタプレート
が設けられ、一方のキャパシタプレート１１６は、トー
ション部材１０６の回りに同軸配置され、隣接するキャ
パシタプレート１１２に軸方向に密接して配置されてい
る。このキャパシタプレート１１６は、電極表面に接続
される電気リード線１１７を有する。一対の他方のキャ
パシタプレート１１８は、キャパシタプレート１１４に
軸方向にわずかに間隔を置いて配置されている。キャパ
シタプレート１１８は、支持構造体、即ち、ベース１２
０によってトーション部材１０６の外側に支持され、プ
レートの電極表面に接続される電気リード線１１９を備
えて外部回路に接続される。
が設けられ、一方のキャパシタプレート１１６は、トー
ション部材１０６の回りに同軸配置され、隣接するキャ
パシタプレート１１２に軸方向に密接して配置されてい
る。このキャパシタプレート１１６は、電極表面に接続
される電気リード線１１７を有する。一対の他方のキャ
パシタプレート１１８は、キャパシタプレート１１４に
軸方向にわずかに間隔を置いて配置されている。キャパ
シタプレート１１８は、支持構造体、即ち、ベース１２
０によってトーション部材１０６の外側に支持され、プ
レートの電極表面に接続される電気リード線１１９を備
えて外部回路に接続される。
【００２８】同様に、キャパシタプレート１１６は、支
持構造体１２２によってトーション部材１０６の外側に
支持される。このキャパシタプレート１１６は、十分な
隙間を有して、トーション部材１０６が受入れられるク
リアランス穴１２４を有する。これにより、トーション
部材１０６がキャパシタプレートの回りを自由に回転す
ることができる。キャパシタプレート１１８も同様に、
図６の破線で示すように、トーション部材がその中心を
貫通するクリアランス穴１２６を有する。これにより、
トーション部材１０６は、キャパシタプレート１１８に
対して自由に回転することができる。所望であれば、付
加的な容量回路のために、複数の容量性結合プレート対
を使用することもできる。
持構造体１２２によってトーション部材１０６の外側に
支持される。このキャパシタプレート１１６は、十分な
隙間を有して、トーション部材１０６が受入れられるク
リアランス穴１２４を有する。これにより、トーション
部材１０６がキャパシタプレートの回りを自由に回転す
ることができる。キャパシタプレート１１８も同様に、
図６の破線で示すように、トーション部材がその中心を
貫通するクリアランス穴１２６を有する。これにより、
トーション部材１０６は、キャパシタプレート１１８に
対して自由に回転することができる。所望であれば、付
加的な容量回路のために、複数の容量性結合プレート対
を使用することもできる。
【００２９】図７において、１つのシステムにおける別
の実施形態で使用する本発明のトルクトランスジューサ
１３０が示されている。このトランスジューサは、ねじ
れ変形する部材１３２を含み、この部材内に凹部１３４
を有して、その中にトルクトランスジューサ・サブアセ
ンブリ１３６を備え、サブアセンブリから伸びる電気リ
ード線１３８，１４０が凹部内の歪み伝達用ポッティン
グ材料（図示略）に取付けられている。
の実施形態で使用する本発明のトルクトランスジューサ
１３０が示されている。このトランスジューサは、ねじ
れ変形する部材１３２を含み、この部材内に凹部１３４
を有して、その中にトルクトランスジューサ・サブアセ
ンブリ１３６を備え、サブアセンブリから伸びる電気リ
ード線１３８，１４０が凹部内の歪み伝達用ポッティン
グ材料（図示略）に取付けられている。
【００３０】電気リード線１３８は、円筒の電極層１４
２に接続され、この電極層は、トーション部材１３２に
取り付けた円形プレート１４４上に設けられている。第
２の円筒電極１４６がトーション部材１３２に取り付け
られかつプレート１４４の反対側に凹部１３４から軸方
向に離れて配置されたプレート１４８上に配置されてい
る。外側環状支持部材、即ちリング１５０は、外部固定
の支持構造体１５２によって支持され、この内周面上に
設けた円筒電極１５４を有する。この電極は、トーショ
ン部材１３２に沿って同一軸線位置にある電極表面１４
２の半径方向に間隔を置いて配置され、その結果、電極
１４２と電極１５４がコンデンサを形成する。プレート
電極１５４は、外部回路に接続するための電気リード線
１５５を有する。
２に接続され、この電極層は、トーション部材１３２に
取り付けた円形プレート１４４上に設けられている。第
２の円筒電極１４６がトーション部材１３２に取り付け
られかつプレート１４４の反対側に凹部１３４から軸方
向に離れて配置されたプレート１４８上に配置されてい
る。外側環状支持部材、即ちリング１５０は、外部固定
の支持構造体１５２によって支持され、この内周面上に
設けた円筒電極１５４を有する。この電極は、トーショ
ン部材１３２に沿って同一軸線位置にある電極表面１４
２の半径方向に間隔を置いて配置され、その結果、電極
１４２と電極１５４がコンデンサを形成する。プレート
電極１５４は、外部回路に接続するための電気リード線
１５５を有する。
【００３１】第２環状支持体構造、即ちリング１５６
は、電極表面１４６と同一軸線上に配置され、固定の支
持ベース１５８によって支持される。環状構造１５６
は、その内周面の回りに配置された電極プレートまたは
電極表面１６０を有し、この電極表面は、電極表面１４
６から半径方向に離れて配置され、環状のコンデンサを
形成する。電極表面１６０は、電気リード線１６１を介
して外部回路に接続されている。
は、電極表面１４６と同一軸線上に配置され、固定の支
持ベース１５８によって支持される。環状構造１５６
は、その内周面の回りに配置された電極プレートまたは
電極表面１６０を有し、この電極表面は、電極表面１４
６から半径方向に離れて配置され、環状のコンデンサを
形成する。電極表面１６０は、電気リード線１６１を介
して外部回路に接続されている。
【００３２】図８において、本発明に使用される電気検
出システムのブロック図が示されており、このシステム
は、トーション部材にトルクトランスジューサを備え、
参照番号１０，５０，７０，１０２，１３６のいずれか
を概略的に示すサブアセンブリと、固定の容量性プレー
ト１１６，１５４および１１８，１６０を有する容量性
カップリング１００，１３０とを有する。サブアセンブ
リは、それぞれ電気リード線１１７，１５５および１１
９，１６１によって発振器１７０に接続され、この発振
器の出力が混合器１７２の１つの入力に接続される。混
合器１７２は、他方の入力に基準の圧電素子が接続され
ている基準発振器１７４からの信号を受け入れる。
出システムのブロック図が示されており、このシステム
は、トーション部材にトルクトランスジューサを備え、
参照番号１０，５０，７０，１０２，１３６のいずれか
を概略的に示すサブアセンブリと、固定の容量性プレー
ト１１６，１５４および１１８，１６０を有する容量性
カップリング１００，１３０とを有する。サブアセンブ
リは、それぞれ電気リード線１１７，１５５および１１
９，１６１によって発振器１７０に接続され、この発振
器の出力が混合器１７２の１つの入力に接続される。混
合器１７２は、他方の入力に基準の圧電素子が接続され
ている基準発振器１７４からの信号を受け入れる。
【００３３】混合器１７２の出力は、ローパスフィルタ
１７６を介して供給され、このフィルタは、ヘテロダイ
ン周波数をろ過し、そして、歪みを受けた圧電素子と基
準圧電素子１７１の両出力間の差を与える信号を供給す
る。基準圧電素子の信号は、信号調整器１７８を介して
供給され、その信号を一組のパルスに変換して出力１８
０に出力する。
１７６を介して供給され、このフィルタは、ヘテロダイ
ン周波数をろ過し、そして、歪みを受けた圧電素子と基
準圧電素子１７１の両出力間の差を与える信号を供給す
る。基準圧電素子の信号は、信号調整器１７８を介して
供給され、その信号を一組のパルスに変換して出力１８
０に出力する。
【００３４】図９において、トランスジューサ１００，
１３０は、プレート１１８，１６０からなる可変コンデ
ンサＣＣ１と、プレート１１６，１５４およびプレート
１１２，１４２からなる可変コンデンサＣＣ２を介して
出力を供給する。プレート１６０，１１８からの出力お
よびプレート１１６，１５４からの出力は、発振器１７
０の入力端子１８２，１８４に接続される。この発振器
１７０は、スイッチＱ１のベースに接続された抵抗Ｒ
１，Ｒ２、コンデンサＣ１−Ｃ３、およびダイオードＤ
１、Ｄ２を使用しており、このスイッチの出力は、Ｌ１
に供給されるとともにＲ５を介して混合器１７２の一方
の入力に供給される。
１３０は、プレート１１８，１６０からなる可変コンデ
ンサＣＣ１と、プレート１１６，１５４およびプレート
１１２，１４２からなる可変コンデンサＣＣ２を介して
出力を供給する。プレート１６０，１１８からの出力お
よびプレート１１６，１５４からの出力は、発振器１７
０の入力端子１８２，１８４に接続される。この発振器
１７０は、スイッチＱ１のベースに接続された抵抗Ｒ
１，Ｒ２、コンデンサＣ１−Ｃ３、およびダイオードＤ
１、Ｄ２を使用しており、このスイッチの出力は、Ｌ１
に供給されるとともにＲ５を介して混合器１７２の一方
の入力に供給される。
【００３５】基準圧電素子、即ち水晶１７１は、基準発
振器１７４の入力端子１８６，１８８に接続され、この
発振器は、スイッチＱ２のベースに接続される、ダイオ
ードＤ３，Ｄ４および抵抗Ｒ３，Ｒ４およびコンデンサ
Ｃ２、Ｃ５−Ｃ６を含み、スイッチの出力は、Ｌ２に供
給されるとともにＲ５を介して混合器１７２の他方の入
力に供給される。
振器１７４の入力端子１８６，１８８に接続され、この
発振器は、スイッチＱ２のベースに接続される、ダイオ
ードＤ３，Ｄ４および抵抗Ｒ３，Ｒ４およびコンデンサ
Ｃ２、Ｃ５−Ｃ６を含み、スイッチの出力は、Ｌ２に供
給されるとともにＲ５を介して混合器１７２の他方の入
力に供給される。
【００３６】発振器１７０は、端子１９０，１９２にお
いて電源１９８からの電源電圧Ｖccを受取り、発振器１
７４は、電源１９８から端子１９４，１９６に供給され
る電源電圧Ｖccによって駆動される。この電源は、電圧
出力Ｖcc-A, Ｖcc-B, Ｖcc-Cを有しかつ素子Ｕ２、コイ
ルＬ３，Ｌ４、およびコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１
３を備えている。
いて電源１９８からの電源電圧Ｖccを受取り、発振器１
７４は、電源１９８から端子１９４，１９６に供給され
る電源電圧Ｖccによって駆動される。この電源は、電圧
出力Ｖcc-A, Ｖcc-B, Ｖcc-Cを有しかつ素子Ｕ２、コイ
ルＬ３，Ｌ４、およびコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１
３を備えている。
【００３７】混合器１７２は、ローパスフィルタ回路１
７６に入力を供給し、このフィルタ回路は、コンデンサ
Ｃ８、抵抗回路網Ｒ７〜Ｒ１３、コンデンサＣ１０およ
び素子Ｕ１Ａを含んでいる。
７６に入力を供給し、このフィルタ回路は、コンデンサ
Ｃ８、抵抗回路網Ｒ７〜Ｒ１３、コンデンサＣ１０およ
び素子Ｕ１Ａを含んでいる。
【００３８】このフィルタ回路網１７６は、比較器Ｕ１
Ｂに入力を供給して、出力１８０において、信号を周波
数変調された一組の正パルス信号に調整する。混合器の
出力における周波数の変化は、トーション部材のねじれ
歪みにおける変化を示す。回路の構成部品の数値は、表
１に示すように設定される。
Ｂに入力を供給して、出力１８０において、信号を周波
数変調された一組の正パルス信号に調整する。混合器の
出力における周波数の変化は、トーション部材のねじれ
歪みにおける変化を示す。回路の構成部品の数値は、表
１に示すように設定される。
【００３９】
【表１】
【００４０】作動的に、圧電素子１００，１３０および
基準水晶１７１は、個別の発振器、１７０，１７４のフ
ィードバックループ内に配置される。また、ねじれ歪み
を受ける圧電素子の特性の変化は、出力周波数に対応す
る変動を生じることになる。基準発振器１７４の周波数
は、ストレスが生じないトランスジューサの圧電素子の
周波数に密接して選択され、その結果、２つの周波数間
にはオフセットがある。両方の発振器１７０，１７４の
各出力は、混合器１７２に供給され、この混合器は、発
振器出力の和、差、および積を含むヘテロダイン周波数
を生じる。混合器１７２は、２つの発振器の出力のみを
通過させる。基準発振器１７４は、圧電素子のねじれ歪
みがゼロのときの発振器１７０の出力に対してオフセッ
トされるように調整される。
基準水晶１７１は、個別の発振器、１７０，１７４のフ
ィードバックループ内に配置される。また、ねじれ歪み
を受ける圧電素子の特性の変化は、出力周波数に対応す
る変動を生じることになる。基準発振器１７４の周波数
は、ストレスが生じないトランスジューサの圧電素子の
周波数に密接して選択され、その結果、２つの周波数間
にはオフセットがある。両方の発振器１７０，１７４の
各出力は、混合器１７２に供給され、この混合器は、発
振器出力の和、差、および積を含むヘテロダイン周波数
を生じる。混合器１７２は、２つの発振器の出力のみを
通過させる。基準発振器１７４は、圧電素子のねじれ歪
みがゼロのときの発振器１７０の出力に対してオフセッ
トされるように調整される。
【００４１】本発明の装置における利点は、キロヘルツ
範囲の低周波信号のみで処理する個とができ、その結
果、回路の製造コストが最小となる。本発明の実施形態
では、圧電素子は、約５メガヘルツの共振周波数を有
し、発振器は、約１５メガヘルツの周波数である。圧電
性水晶素子の周波数の変化は、安価な回路で容易に検出
することができる。
範囲の低周波信号のみで処理する個とができ、その結
果、回路の製造コストが最小となる。本発明の実施形態
では、圧電素子は、約５メガヘルツの共振周波数を有
し、発振器は、約１５メガヘルツの周波数である。圧電
性水晶素子の周波数の変化は、安価な回路で容易に検出
することができる。
【００４２】図１０において、可変コンデンサのプレー
ト１１４が示されており、このプレートは螺旋端縁１１
５を有する形状の電極表面１１５を有し、固定プレート
１１８の円形端縁（図示略）を有するセクター電極と協
働する。固定プレート１１８は、プレート１１４の回転
すなわち角度位置を表わす線形ランプ出力を与える。
ト１１４が示されており、このプレートは螺旋端縁１１
５を有する形状の電極表面１１５を有し、固定プレート
１１８の円形端縁（図示略）を有するセクター電極と協
働する。固定プレート１１８は、プレート１１４の回転
すなわち角度位置を表わす線形ランプ出力を与える。
【００４３】図１１において、図７の実施形態の可変プ
レート１４４が示され、この電極１４２は、ヘリカルま
たは軸方向に傾斜したエッジ１４３を有する。このエッ
ジは、電極１４２に対して軸方向に幅が変化し、プレー
ト１４４が回転するに従って、変化する線形ランプ出
力、即ちコンデンサの容量値を与える。これにより、固
定リング１５０に関してプレート１４４の角度位置を電
気的に表示する線形ランプ出力が与えられる。本発明の
容量性カップリングは、トーション部材の回転位置即ち
角度位置を示す電気信号を与えるための固有の構成を含
んでいる。
レート１４４が示され、この電極１４２は、ヘリカルま
たは軸方向に傾斜したエッジ１４３を有する。このエッ
ジは、電極１４２に対して軸方向に幅が変化し、プレー
ト１４４が回転するに従って、変化する線形ランプ出
力、即ちコンデンサの容量値を与える。これにより、固
定リング１５０に関してプレート１４４の角度位置を電
気的に表示する線形ランプ出力が与えられる。本発明の
容量性カップリングは、トーション部材の回転位置即ち
角度位置を示す電気信号を与えるための固有の構成を含
んでいる。
【００４４】ランプ表面電極は、コンデンサ用に固定電
極と交互に設けられる。また、ランプ電極は、１つのみ
のコンデンサとして説明してきたが、２つのコンデンサ
を配置して、ベクトルの加算技術または比例配分によっ
て、２つのコンデンサの容量の変化を平均する信号を与
えるように構成することもできる。
極と交互に設けられる。また、ランプ電極は、１つのみ
のコンデンサとして説明してきたが、２つのコンデンサ
を配置して、ベクトルの加算技術または比例配分によっ
て、２つのコンデンサの容量の変化を平均する信号を与
えるように構成することもできる。
【００４５】図１２は、角度位置検出を示す電気信号処
理のブロック図を示している。ここでは、ステップ２０
０において、コンデンサが圧電素子によって励起し、ス
テップ２０２では、ベクトル対(vector couplet)が、第
１，第２電極対のコンデンサから形成される。ステップ
２０４では、モニター回路すなわち検出回路がその容量
を電圧またはデジタルロジックに変換する。ステップ２
０４からの電圧またはデジタルロジックは、ステップ２
０６のアルゴリズムによって作動する。このステップ２
０６で、２つの電極対からの容量の差が測定され、角度
位置を示す指標として使用される。この代わりに、２つ
の電極対の容量の比を取って、これを角度位置を示す指
標として使用することもできる。
理のブロック図を示している。ここでは、ステップ２０
０において、コンデンサが圧電素子によって励起し、ス
テップ２０２では、ベクトル対(vector couplet)が、第
１，第２電極対のコンデンサから形成される。ステップ
２０４では、モニター回路すなわち検出回路がその容量
を電圧またはデジタルロジックに変換する。ステップ２
０４からの電圧またはデジタルロジックは、ステップ２
０６のアルゴリズムによって作動する。このステップ２
０６で、２つの電極対からの容量の差が測定され、角度
位置を示す指標として使用される。この代わりに、２つ
の電極対の容量の比を取って、これを角度位置を示す指
標として使用することもできる。
【００４６】図１３には、別の実施形態が示され、この
場合には、トーション部材３４’の一端面に凹部３６’
が形成され、その内部にトランスジューサ・サブアセン
ブリ１０’が配置されている。
場合には、トーション部材３４’の一端面に凹部３６’
が形成され、その内部にトランスジューサ・サブアセン
ブリ１０’が配置されている。
【００４７】以上説明したように、本発明は、圧電素子
を用いる独特で新規なトルクトランスジューサを提供
し、この圧電素子は、負荷されるトルクを受けるトーシ
ョン部材の軸線に対して約４５°傾いた最大歪み感度軸
線を有する。また、圧電素子は、カバー間に挟まれ、弾
性スペーサによって電極上にエアギャップを形成しかつ
トーション部材に形成された凹部内に取り付けられる。
圧電素子からの電気リード線は、回転位置の角度センサ
として作用する可変容量結合によって固定の外部検出回
路に接続される。本発明の装置は、単純に組立てること
ができ、製造コストを低く抑え、比較的高いトルク感度
と信号解像度を有するものとすることができる。
を用いる独特で新規なトルクトランスジューサを提供
し、この圧電素子は、負荷されるトルクを受けるトーシ
ョン部材の軸線に対して約４５°傾いた最大歪み感度軸
線を有する。また、圧電素子は、カバー間に挟まれ、弾
性スペーサによって電極上にエアギャップを形成しかつ
トーション部材に形成された凹部内に取り付けられる。
圧電素子からの電気リード線は、回転位置の角度センサ
として作用する可変容量結合によって固定の外部検出回
路に接続される。本発明の装置は、単純に組立てること
ができ、製造コストを低く抑え、比較的高いトルク感度
と信号解像度を有するものとすることができる。
【００４８】本発明は、上述した実施形態について記載
しかつ説明してきたが、本発明は、特許請求の範囲によ
ってのみ制限されるものであり、この範囲において、修
正および変更が可能である。
しかつ説明してきたが、本発明は、特許請求の範囲によ
ってのみ制限されるものであり、この範囲において、修
正および変更が可能である。
【図１】トーション部材を組み込んだ本発明のトランス
ジューサの斜視図である。
ジューサの斜視図である。
【図２】図１の２‐２線に沿って見た断面図である。
【図３】図１のトランスジューサの分解図である。
【図４】本発明に係るトランスジューサの別の実施形態
を示す分解図である。
を示す分解図である。
【図５】トーション部材を取り付けたトランスジューサ
の別の実施形態を示す断面図である。
の別の実施形態を示す断面図である。
【図６】容量結合により取付けられたトランスジューサ
の模式図である。
の模式図である。
【図７】図６における実施形態の別の装置を示す図であ
る。
る。
【図８】本発明のトランスジューサを用いるシステムの
電気回路を示すブロック図である。
電気回路を示すブロック図である。
【図９】本発明のトランスジューサ用装置における電気
的な概略図である。
的な概略図である。
【図１０】角度位置を与える容量結合電極を示す図６の
10−10線に沿って見た断面図である。
10−10線に沿って見た断面図である。
【図１１】角度位置を示すための図７における回転電極
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１２】回転角度位置を検出するための信号処理を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図１３】本発明に係るトランスジューサの別の実施形
態を示す斜視図である。
態を示す斜視図である。
１０，５０，７０，１０２ トルクトランスジューサ
・サブアセンブリ １２ 圧電素子 １４，１６ 電極 １８，２０ スペーサ ２２，２４ カバー部材 ２６，２８ エアギャップ ３０，３２ 電気リード線３４ トーション部材 ３６ 所定領域（凹部） ９２ 歪み伝達用ポッティング材料 １１４，１１６ キャパシタプレート １５０，１５６ リング １７０，１７４ 発振器 １７２ 混合器
・サブアセンブリ １２ 圧電素子 １４，１６ 電極 １８，２０ スペーサ ２２，２４ カバー部材 ２６，２８ エアギャップ ３０，３２ 電気リード線３４ トーション部材 ３６ 所定領域（凹部） ９２ 歪み伝達用ポッティング材料 １１４，１１６ キャパシタプレート １５０，１５６ リング １７０，１７４ 発振器 １７２ 混合器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ウエイニー スコット カボード アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53092 メクオン ウエスト ヘブン アベニュ ー 3719 (72)発明者 フレッド ジョセフ ベゲイル アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53066 オコノモボック ノース ヒッコリー レイン 3656 (72)発明者 ロバート レイモンド ブレズッキー アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53029 ハルトランド レイクウッド コート 2418 (72)発明者 ビルガー ポール アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53202 ミルウォーキー アパートメント ジェ イ ノース ファーウェル アベニュー 1489 (72)発明者 ジェームズ エドワード ハンセン アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53154 オーク クリーク サウス ベルデブ ドライブ 8260
Claims (25)
- 【請求項１】(a) 負荷されたトルクによって歪みを受け
るトーション部材の表面に所定領域を形成し、(b) 最大
歪みの感度軸線を有する圧電素子を設け、かつ一対の電
極の各々を前記圧電素子の対向する面に配置し、各電極
に電気リード線を取り付け、(c) 前記リード線を前記電
極に接続し、(d) 前記圧電素子を前記所定領域に配置
し、前記感度軸線を前記トーション部材に指向させ、前
記粘性材料およびポッティング材料を含むグループから
選択された材料を用いて前記所定領域に前記圧電素子を
固定する、各工程を含むトルクトランスジューサの製造
方法。 - 【請求項２】前記圧電素子を所定領域に配置する工程
は、前記圧電素子をプレート状に形成し、前記プレート
状要素の各対向面に弾性環状部材を配置し、この環状部
材の各々に保護カバーを被せるステップを有することを
特徴とする請求項１記載の製造方法。 - 【請求項３】前記所定領域を形成する工程は、前記トー
ション部材の表面からその材料の一部を取り除くステッ
プを有することを特徴とする請求項１記載の製造方法。 - 【請求項４】前記所定領域を形成する工程は、前記材料
を取り除いて凹部を形成するステップを有することを特
徴とする請求項１記載の製造方法。 - 【請求項５】前記所定領域を形成する工程は、前記環状
部材の外面に平坦な領域を形成し、負荷されたトルクに
よって歪むシャフトに前記環状部材を取り付けるステッ
プを有することを特徴とする請求項１記載の製造方法。 - 【請求項６】前記所定領域を形成する工程は、負荷され
たトルクによって歪むシャフトの端部に凹部を形成する
ステップを有することを特徴とする請求項１記載の製造
方法。 - 【請求項７】前記所定領域を形成する工程は、負荷され
たトルクによって歪むシャフトの外面に凹部を形成する
ステップを有することを特徴とする請求項１記載の製造
方法。 - 【請求項８】前記所定領域を形成する工程は、負荷され
たトルクによって歪むシャフトの外面からその材料の一
部を取り除くステップを有することを特徴とする請求項
１記載の製造方法。 - 【請求項９】最大歪感度軸線を指向させる工程は、この
感度軸線を前記負荷されたトルクの軸線に対して約４５
°傾けるステップを有することを特徴とする請求項１記
載の製造方法。 - 【請求項１０】前記圧電素子を配置する工程は、環状シ
ールが配置された対向面に一対の電極を有しかつ前記対
向面の各々の前記シール上に保護カバーを設けた、圧電
ウエハを含むカプセルを形成するステップを有すること
を特徴とする請求項１記載の製造方法。 - 【請求項１１】前記圧電素子を配置する工程は、前記対
向面の各々に弾性環状シール部材を配置し、このシール
部材のそれぞれにポリテトラフルオロエチレン（PTFE)
材料のカバーを被せるステップを有することを特徴とす
る請求項１記載の製造方法。 - 【請求項１２】前記電気リード線を外部検出回路に容量
結合するステップをさらに含むことを特徴とする請求項
１記載の製造方法。 - 【請求項１３】コンデンサを用いて外部検出回路を電気
リード線に回転可能に結合するステップをさらに含むこ
とを特徴とする請求項１記載の製造方法。 - 【請求項１４】発振回路を前記リード線に容量結合する
ステップを有することを特徴とする請求項１記載の製造
方法。 - 【請求項１５】前記リード線を容量結合し、その容量を
変化させるとともに、回転角度位置を表示するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の製造方
法。 - 【請求項１６】トーション部材に負荷されたトルクを検
出する方法であって、(a) 圧電素子を前記トーション部
材にポッティングし、(b) 前記圧電素子を検出回路に対
して容量結合し、前記トーション部材に加えられたトル
クを所定レベルに減衰するために、前記圧電素子によっ
て発生した電圧に対して必要とされる時間を検出し、
(c) 公知の負荷されたトルクと減衰時間に対して前記ト
ーション部材に負荷されたトルクを前記減衰時間に相関
させて決定する、各工程を有することを特徴とする方
法。 - 【請求項１７】前記容量結合の工程は、発振回路に結合
させるステップを有することを特徴とする請求項１６記
載の方法。 - 【請求項１８】前記検出回路を前記圧電素子に接続する
工程は、トーション部材のまわりに回転容量結合で配置
するステップを有することを特徴とする請求項１６記載
の方法。 - 【請求項１９】前記ポッティングの工程は、前記圧電素
子を保護カバーを用いて覆うステップを有することを特
徴とする請求項１６記載の方法。 - 【請求項２０】前記ポッティングの工程は、前記圧電素
子を前記所定領域の中心に置くステップを有することを
特徴とする請求項１６記載の方法。 - 【請求項２１】トーション部材に負荷されたトルクを検
出する方法であって、(a) 圧電素子を前記トーション部
材に歪み伝達媒体を用いて取付け、(b) 前記圧電素子を
検出回路に容量結合し、前記トーション部材に加えられ
たトルクが負荷されたとき、歪みを示すために前記圧電
素子の共振周波数の変化を検出し、(c) 前記周波数の変
化を、公知の負荷されたトルクと周波数に相関させるこ
とにより、前記トーション部材に負荷されたトルクを決
定する、各工程を有するステップを有することを特徴と
する方法。 - 【請求項２２】容量結合する工程は、前記圧電素子を発
振回路に結合するステップを有することを特徴とする請
求項２１記載の方法。 - 【請求項２３】請求項１に記載の方法に従って製造され
たトルクセンサであって、(a) 離間した一対の電極を有
する圧電素子で、これらの各電極を覆うカバーを備え、
各カバーが前記カバーと前記圧電素子との間に弾性誘電
体スペーサを有し、かつ前記カバーと前記電極との間に
エアギャップを形成する、前記圧電素子と、(b) 所定領
域を有し、かつ負荷されたトルクによって歪みを受ける
トーション部材と、(c) 歪み伝達ポッティング材料を用
いて前記所定領域に保持されるサブアセンブリと、を備
えており、(d) 前記電極が外部発振回路と非接触配置で
容量結合され、かつ共振周波数の変化がねじれ歪みを表
わすものとして検出されることを特徴とするトルクセン
サ - 【請求項２４】前記電極の各々は、前記トーション部材
に配置された個別の放電プレートに接続されていること
を特徴とする請求項２３記載のトルクセンサ。 - 【請求項２５】前記電極の各々は、角度位置を示す出力
を与える可変コンデンサに接続されていることを特徴と
する請求項２３記載のトルクセンサ。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| BR (1) | BR0100904A (ja) |
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