JP2001311668A - トルクセンサにおいて使用するための磁気弾性部材を形成する方法 - Google Patents
トルクセンサにおいて使用するための磁気弾性部材を形成する方法Info
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 降伏トルクが提供された後に低いヒステリシ
スを生じるトルクセンサ及びこのような低いヒステリシ
スのトルクセンサを製造する方法を提供する。 【解決手段】 細長く円形の基体１０８の外径を増大
し、基体上に磁気弾性材料１０４を提供し、磁気弾性材
料を基体に提供した後に基体の外径を減じる。
スを生じるトルクセンサ及びこのような低いヒステリシ
スのトルクセンサを製造する方法を提供する。 【解決手段】 細長く円形の基体１０８の外径を増大
し、基体上に磁気弾性材料１０４を提供し、磁気弾性材
料を基体に提供した後に基体の外径を減じる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概してトルクセン
サ、特に、回転可能なシャフトにおけるトルク値の変化
に対応する磁界変化を検出するための、磁気弾性部材及
び非接触磁力計を利用した非従順性トルクセンサに関す
る。
サ、特に、回転可能なシャフトにおけるトルク値の変化
に対応する磁界変化を検出するための、磁気弾性部材及
び非接触磁力計を利用した非従順性トルクセンサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電子パワーステアリングシステムにおけ
るハンドル努力の測定を決定する、電子制御式変速のた
めのトランスミッション出力トルクを決定したりする、
電動工具出力トルクを決定する等の多くの応用例におい
て、回転するシャフトのトルクを検出することが望まし
い。トルクセンサは、様々な形式で製造されており、概
して従順性と非従順性との２つのカテゴリに分類するこ
とができる。従順性トルクセンサでは、センサは、トル
ク発生シャフトの弾性的なビーム区分に直接に取り付け
られており、これにより、シャフトの機械的なねじれを
測定する。しばしば、従順性センサでは、シャフトは、
完全な測定範囲に亘って約８゜までねじれる。
るハンドル努力の測定を決定する、電子制御式変速のた
めのトランスミッション出力トルクを決定したりする、
電動工具出力トルクを決定する等の多くの応用例におい
て、回転するシャフトのトルクを検出することが望まし
い。トルクセンサは、様々な形式で製造されており、概
して従順性と非従順性との２つのカテゴリに分類するこ
とができる。従順性トルクセンサでは、センサは、トル
ク発生シャフトの弾性的なビーム区分に直接に取り付け
られており、これにより、シャフトの機械的なねじれを
測定する。しばしば、従順性センサでは、シャフトは、
完全な測定範囲に亘って約８゜までねじれる。
【０００３】従順性トルクセンサの１つの例において
は、シャフトの弾性的なビーム区分の認識可能なねじれ
を測定するためにひずみゲージが使用される。トルクが
弾性的なビーム区分に加えられると、ひずみゲージが撓
められ、これが、ひずみゲージにおける抵抗変化を生ぜ
しめる。ひずみゲージにおけるこの抵抗の変化がトルク
の変化を表す。しかしながら、ひずみゲージが取り付け
られたビーム区分の回転する性質により、信号を伝達す
るためにひずみゲージにワイヤを接続することが非実際
的である。したがって、ひずみゲージを使用するトルク
センサは、無線周波送信器等のワイヤレス送信装置を必
要とし、この送信装置は、ひずみゲージにおけるトルク
変化を受信機にまで送信し、この受信機はこれらの信号
をトルク値として解釈する。択一的に、スリップリン
グ、ブラシ及び整流子を利用する信号伝送機構を、従順
性トルク検出システムにおいて使用することができる。
他の従順性トルクセンサは、シャフトに取り付けられた
回転エンコーダ又はポテンショメータを含んでよく、こ
れにより、シャフトの機械的ねじりを測定し、次いでこ
の機械的ねじりがトルク値に変換される。
は、シャフトの弾性的なビーム区分の認識可能なねじれ
を測定するためにひずみゲージが使用される。トルクが
弾性的なビーム区分に加えられると、ひずみゲージが撓
められ、これが、ひずみゲージにおける抵抗変化を生ぜ
しめる。ひずみゲージにおけるこの抵抗の変化がトルク
の変化を表す。しかしながら、ひずみゲージが取り付け
られたビーム区分の回転する性質により、信号を伝達す
るためにひずみゲージにワイヤを接続することが非実際
的である。したがって、ひずみゲージを使用するトルク
センサは、無線周波送信器等のワイヤレス送信装置を必
要とし、この送信装置は、ひずみゲージにおけるトルク
変化を受信機にまで送信し、この受信機はこれらの信号
をトルク値として解釈する。択一的に、スリップリン
グ、ブラシ及び整流子を利用する信号伝送機構を、従順
性トルク検出システムにおいて使用することができる。
他の従順性トルクセンサは、シャフトに取り付けられた
回転エンコーダ又はポテンショメータを含んでよく、こ
れにより、シャフトの機械的ねじりを測定し、次いでこ
の機械的ねじりがトルク値に変換される。
【０００４】しかしながら、このような従順性トルク検
出システムは多数の問題を有する。例えば、ひずみゲー
ジが弾性的なビームに直接取り付けられているので、ビ
ーム及びひずみゲージが弾性範囲を超えて撓むことを防
止するために、トルクリミッタが、回転するシャフトに
含まれていなければならない。あいにく、このような予
防措置は、本質的に、シャフトを介するエネルギの伝送
を妨害し、ハンドルシャフトの場合には、「柔らかい感
覚」を使用者に与える。さらに、このようなトルクセン
サは、回転するシャフトとの直接接触により信頼性が制
限され、極めて高価である。ひずみゲージを使用するト
ルクセンサは、頻繁な較正をも必要とする。
出システムは多数の問題を有する。例えば、ひずみゲー
ジが弾性的なビームに直接取り付けられているので、ビ
ーム及びひずみゲージが弾性範囲を超えて撓むことを防
止するために、トルクリミッタが、回転するシャフトに
含まれていなければならない。あいにく、このような予
防措置は、本質的に、シャフトを介するエネルギの伝送
を妨害し、ハンドルシャフトの場合には、「柔らかい感
覚」を使用者に与える。さらに、このようなトルクセン
サは、回転するシャフトとの直接接触により信頼性が制
限され、極めて高価である。ひずみゲージを使用するト
ルクセンサは、頻繁な較正をも必要とする。
【０００５】これらの問題を解決するために、非従順性
トルクセンサが発展されており、この場合、センサはシ
ャフトトルクの変化を非接触式に監視し、これにより、
トルクリミッタの必要性を排除している。通常、このよ
うなトルクセンサは、回転するシャフトに緊密に取り付
けられた磁気弾性部材を利用し、この場合、トルクセン
サは逆磁気ひずみの原理に基づき作動する。
トルクセンサが発展されており、この場合、センサはシ
ャフトトルクの変化を非接触式に監視し、これにより、
トルクリミッタの必要性を排除している。通常、このよ
うなトルクセンサは、回転するシャフトに緊密に取り付
けられた磁気弾性部材を利用し、この場合、トルクセン
サは逆磁気ひずみの原理に基づき作動する。
【０００６】磁気ひずみは、この分野ではよく知られて
おり、磁界の変化による材料の寸法的変化を規定する物
質の構造的特性をいう。本質的に、磁気ひずみは、材料
を構成した原子が、これらの原子の磁気モーメントを外
部磁界と整合させるために変向するときに生ぜしめられ
る。この現象は、飽和磁気ひずみ定数によって特定の材
料に対して定量化されており、前記飽和磁気ひずみ定数
は、単位長さ毎の材料の最大変化を規定した値である。
おり、磁界の変化による材料の寸法的変化を規定する物
質の構造的特性をいう。本質的に、磁気ひずみは、材料
を構成した原子が、これらの原子の磁気モーメントを外
部磁界と整合させるために変向するときに生ぜしめられ
る。この現象は、飽和磁気ひずみ定数によって特定の材
料に対して定量化されており、前記飽和磁気ひずみ定数
は、単位長さ毎の材料の最大変化を規定した値である。
【０００７】これに対し、逆磁気ひずみは、加えられた
機械的力に応答して生じる材料の磁気特性の変化を規定
する。逆磁気ひずみを利用したトルクセンサは、回転す
るシャフトから磁気弾性部材へトルクの提供によって伝
達される応力及びひずみが、磁気弾性部材の磁界に測定
可能な変化を生じるという前提に基づき作動する。した
がって、磁気弾性部材から生じた磁界の強さは、加えら
れたトルクの大きさの直接関数である。このような磁気
弾性部材を利用したトルクセンサは、磁気弾性部材から
発生する磁界の強さを、アナログ電圧信号に変換する磁
力計を有しており、これにより、トルク対電圧のトラン
スジューサ機能を行う。
機械的力に応答して生じる材料の磁気特性の変化を規定
する。逆磁気ひずみを利用したトルクセンサは、回転す
るシャフトから磁気弾性部材へトルクの提供によって伝
達される応力及びひずみが、磁気弾性部材の磁界に測定
可能な変化を生じるという前提に基づき作動する。した
がって、磁気弾性部材から生じた磁界の強さは、加えら
れたトルクの大きさの直接関数である。このような磁気
弾性部材を利用したトルクセンサは、磁気弾性部材から
発生する磁界の強さを、アナログ電圧信号に変換する磁
力計を有しており、これにより、トルク対電圧のトラン
スジューサ機能を行う。
【０００８】非従順性トルクセンサでは、磁気弾性材料
のリングを、圧力ばめ又は収縮ばめ等の締りばめを使用
するか、係合するスプライン又は歯等の相互係合機構を
使用するか、接着剤等の化学物質を使用するか、溶射等
の熱結合を使用するか、又はこの分野で知られた他のあ
らゆる取付け方法を使用して、回転するシャフトに取り
付けることが知られている。実際には、上記のいかなる
取付け方法の場合にも、シャフトへの磁気弾性部材の取
付けは最も重要であることが証明された。磁気弾性部材
とトルク伝達部材との間の境界における欠陥は、磁気エ
レメントへの応力及びひずみの異常な結合を生ぜしめ、
これは、トルク測定に悪影響を与える。境界の欠陥は、
ボイド、汚染物質、横方向せん断等の欠陥を含むことが
できる。
のリングを、圧力ばめ又は収縮ばめ等の締りばめを使用
するか、係合するスプライン又は歯等の相互係合機構を
使用するか、接着剤等の化学物質を使用するか、溶射等
の熱結合を使用するか、又はこの分野で知られた他のあ
らゆる取付け方法を使用して、回転するシャフトに取り
付けることが知られている。実際には、上記のいかなる
取付け方法の場合にも、シャフトへの磁気弾性部材の取
付けは最も重要であることが証明された。磁気弾性部材
とトルク伝達部材との間の境界における欠陥は、磁気エ
レメントへの応力及びひずみの異常な結合を生ぜしめ、
これは、トルク測定に悪影響を与える。境界の欠陥は、
ボイド、汚染物質、横方向せん断等の欠陥を含むことが
できる。
【０００９】磁気弾性部材に円周方向の応力（フープ応
力）を与えることにより、このエレメントに所要の磁気
的属性を付与することも知られている。現在の技術は、
フープ応力を得るために引張応力を使用する。磁気弾性
部材における引張応力は、材料を引き延ばすように作用
し、これは、間隙率を増大させるおそれがある。増大し
た間隙率は、腐食割れとして知られる現象を進行させ、
この応力腐食割れは、構造物における微細な割れ目の伝
播である。腐食割れの結果、材料は最終的に引張応力成
分を失い、磁気特性の低下を生じる上、センサの完全な
故障さえ生じるおそれがある。
力）を与えることにより、このエレメントに所要の磁気
的属性を付与することも知られている。現在の技術は、
フープ応力を得るために引張応力を使用する。磁気弾性
部材における引張応力は、材料を引き延ばすように作用
し、これは、間隙率を増大させるおそれがある。増大し
た間隙率は、腐食割れとして知られる現象を進行させ、
この応力腐食割れは、構造物における微細な割れ目の伝
播である。腐食割れの結果、材料は最終的に引張応力成
分を失い、磁気特性の低下を生じる上、センサの完全な
故障さえ生じるおそれがある。
【００１０】さらに、トルクセンサに対する実際の要求
は、範囲内電圧の精度及び線形性と、“降伏トルク”又
は“オーバトルク”がシャフトに加えられた後の、“ゼ
ロシフト”として知られるヒステリシスの量とに対する
設計許容限界を含む。このような“オーバトルク”条件
は、例えばカーブ押出し状況におけるステアリングシス
テムに存在するおそれがあり、著しいトルク反転中にト
ランスミッション応用例において発生するおそれがあ
る。ヒステリシスは、オーバトルク条件が緩和された後
に、シャフト／磁気弾性部材境界面における結果的な破
壊又は滑りが磁気弾性部材における機械的なバイアスを
生ぜしめるので、生じる。その結果、対応した磁気バイ
アスが生ぜしめられ、これにより、以後のトルク測定に
不都合な影響を与える。
は、範囲内電圧の精度及び線形性と、“降伏トルク”又
は“オーバトルク”がシャフトに加えられた後の、“ゼ
ロシフト”として知られるヒステリシスの量とに対する
設計許容限界を含む。このような“オーバトルク”条件
は、例えばカーブ押出し状況におけるステアリングシス
テムに存在するおそれがあり、著しいトルク反転中にト
ランスミッション応用例において発生するおそれがあ
る。ヒステリシスは、オーバトルク条件が緩和された後
に、シャフト／磁気弾性部材境界面における結果的な破
壊又は滑りが磁気弾性部材における機械的なバイアスを
生ぜしめるので、生じる。その結果、対応した磁気バイ
アスが生ぜしめられ、これにより、以後のトルク測定に
不都合な影響を与える。
【００１１】将来のトルク測定に影響しかつゼロシフト
を生じる磁気バイアスの形成には、多数の潜在的な原因
がある。例えば、下に位置するシャフトが大きなトルク
の付加により降伏したならば、シャフトは静止状態へ戻
らず、その結果測定はゼロに戻らない。択一的に、大き
なトルクが磁気弾性部材を降伏させるがシャフトを降伏
させないならば、トルクが排除されたときに磁気弾性部
材は反対方向に応力を掛けられる。したがって、センサ
は、ゼロを越えた位置へ戻り、このような状況における
ゼロシフトは負となる。要するに、トルクセンサにおけ
るゼロシフトは、要因の組み合わせの結果生じるおそれ
がある。
を生じる磁気バイアスの形成には、多数の潜在的な原因
がある。例えば、下に位置するシャフトが大きなトルク
の付加により降伏したならば、シャフトは静止状態へ戻
らず、その結果測定はゼロに戻らない。択一的に、大き
なトルクが磁気弾性部材を降伏させるがシャフトを降伏
させないならば、トルクが排除されたときに磁気弾性部
材は反対方向に応力を掛けられる。したがって、センサ
は、ゼロを越えた位置へ戻り、このような状況における
ゼロシフトは負となる。要するに、トルクセンサにおけ
るゼロシフトは、要因の組み合わせの結果生じるおそれ
がある。
【００１２】さらに、シャフト／磁気弾性部材境界面の
破壊が局所的であるならば、磁気的不調和を生じ、この
磁気的不調和は、シャフトの角位置に対するトルク測定
の分散として現れる。磁気弾性部材が溶射されている場
合、シャフトと磁気弾性部材との間の破壊は通常問題で
はないが、以下でさらに詳しく説明するように、シャフ
トと磁気弾性部材との異なる熱膨張係数により、ヒステ
リシスは、溶射された磁気弾性部材においても依然とし
て生じる。
破壊が局所的であるならば、磁気的不調和を生じ、この
磁気的不調和は、シャフトの角位置に対するトルク測定
の分散として現れる。磁気弾性部材が溶射されている場
合、シャフトと磁気弾性部材との間の破壊は通常問題で
はないが、以下でさらに詳しく説明するように、シャフ
トと磁気弾性部材との異なる熱膨張係数により、ヒステ
リシスは、溶射された磁気弾性部材においても依然とし
て生じる。
【００１３】例えば、自動車のステアリングコラムトル
クセンサの場合、＋／−６ft-lbの完全範囲トルク測定
と、１００ft-lb降伏トルクの付与後に完全スケールの
＋／−１．５％のヒステリシス要求が存在すると有利で
ある。しかしながら、現在使用される溶射磁気エレメン
トは、僅か１５ft-lbの降伏トルクが加えられるだけで
も、許容範囲を十分に超えたヒステリシスを生じる。
クセンサの場合、＋／−６ft-lbの完全範囲トルク測定
と、１００ft-lb降伏トルクの付与後に完全スケールの
＋／−１．５％のヒステリシス要求が存在すると有利で
ある。しかしながら、現在使用される溶射磁気エレメン
トは、僅か１５ft-lbの降伏トルクが加えられるだけで
も、許容範囲を十分に超えたヒステリシスを生じる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、降伏トル
クが提供された後に低いヒステリシスを生じるトルクセ
ンサが必要とされている。さらに、このような低いヒス
テリシスのトルクセンサを製造する方法が必要とされて
いる。
クが提供された後に低いヒステリシスを生じるトルクセ
ンサが必要とされている。さらに、このような低いヒス
テリシスのトルクセンサを製造する方法が必要とされて
いる。
【００１５】その他の要求が、図面を参照して以下の詳
細な説明を読むことにより明らかと成るであろう。
細な説明を読むことにより明らかと成るであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、トルクセンサにおいて使用するための
磁気弾性部材を形成する方法において、細長く円形の基
体の外径を増大し、基体上に磁気弾性材料を提供し、磁
気弾性材料を基体に提供した後に基体の外径を減じるよ
うにした。
に、本発明では、トルクセンサにおいて使用するための
磁気弾性部材を形成する方法において、細長く円形の基
体の外径を増大し、基体上に磁気弾性材料を提供し、磁
気弾性材料を基体に提供した後に基体の外径を減じるよ
うにした。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は様々な形式で実施するこ
とができるが、現時点で有利な実施例が図面に示されか
つ以下で説明されているが、本願の開示は、本発明の例
として考えられるべきものであり、本発明を、説明され
た特定の実施例に限定するものではない。
とができるが、現時点で有利な実施例が図面に示されか
つ以下で説明されているが、本願の開示は、本発明の例
として考えられるべきものであり、本発明を、説明され
た特定の実施例に限定するものではない。
【００１８】図１〜図３を参照すると、本発明の有利な
実施例によるトルクセンサは、概して、磁気弾性部材１
０４と磁力計１０６とを有している。磁気弾性部材１０
４は、長手方向軸線１０９を中心に回転可能な非磁性シ
ャフト１０８に定置に取り付けられている。非磁性シャ
フト１０８は、ステンレス鋼から形成されていると有利
であるが、Nitronic 50 ステンレス鋼から形成されてい
ると最も有利である。さらに、磁気弾性部材１０４は、
溶射プロセスを介してシャフト１０８に取り付けられ
た、９９．９％純粋ニッケル含有量粉末金属から形成さ
れていると有利である。しかしながら、シャフト１０８
は、アルミニウム等のあらゆる他の非磁性材料から形成
されいてよい。さらに、磁気弾性部材１０４は、磁気ひ
ずみの負の係数を有するあらゆる他の材料から形成され
ていてよい。しかしながら、磁気弾性部材１０４のため
の飽和磁気ひずみ係数の極性は、以下に説明するよう
に、材料内に正しい磁気異方性を形成するために圧縮応
力が必要か引張応力が必要かを決定する。したがって、
引張応力におけるリングのために使用される材料は、圧
縮応力におけるリングのために適していない。
実施例によるトルクセンサは、概して、磁気弾性部材１
０４と磁力計１０６とを有している。磁気弾性部材１０
４は、長手方向軸線１０９を中心に回転可能な非磁性シ
ャフト１０８に定置に取り付けられている。非磁性シャ
フト１０８は、ステンレス鋼から形成されていると有利
であるが、Nitronic 50 ステンレス鋼から形成されてい
ると最も有利である。さらに、磁気弾性部材１０４は、
溶射プロセスを介してシャフト１０８に取り付けられ
た、９９．９％純粋ニッケル含有量粉末金属から形成さ
れていると有利である。しかしながら、シャフト１０８
は、アルミニウム等のあらゆる他の非磁性材料から形成
されいてよい。さらに、磁気弾性部材１０４は、磁気ひ
ずみの負の係数を有するあらゆる他の材料から形成され
ていてよい。しかしながら、磁気弾性部材１０４のため
の飽和磁気ひずみ係数の極性は、以下に説明するよう
に、材料内に正しい磁気異方性を形成するために圧縮応
力が必要か引張応力が必要かを決定する。したがって、
引張応力におけるリングのために使用される材料は、圧
縮応力におけるリングのために適していない。
【００１９】前述のように、磁気弾性部材１０４とシャ
フト１０８との間には緊密な結合が形成されることが重
要である。前述の取付け方法の他に、高い結合力及び自
動車市場の大きな要求に対する順応性により、溶射プロ
セスが有利である。磁気弾性部材１０４を配置するため
に利用される溶射プロセスは、磁気弾性部材１０４を、
下に位置するシャフト１０８に融合させ、基体／コーテ
ィング境界面においてグラデーションを形成する。境界
の正確な特性は、使用される溶射ガンのタイプ及び設定
に依存する。結合は、粒子が衝突時に基体に突入すると
いう点で典型的に機械的である。材料をシャフトに取り
付けるための溶接、めっき及び蒸着法は、それぞれ、独
特な境界特性を生ぜしめる。これらの方法はいずれも、
磁気弾性部材１０４と、下に位置するシャフト１０８と
の間の緊密な結合を提供し、この結合は、フルスケール
測定範囲をはるかに外れた極端なトルクレベルに耐える
ことができる。実際には、溶射によるコーティングは、
１００００ｐｓｉ以上のオーダの典型的な結合強さを有
することが知られている。
フト１０８との間には緊密な結合が形成されることが重
要である。前述の取付け方法の他に、高い結合力及び自
動車市場の大きな要求に対する順応性により、溶射プロ
セスが有利である。磁気弾性部材１０４を配置するため
に利用される溶射プロセスは、磁気弾性部材１０４を、
下に位置するシャフト１０８に融合させ、基体／コーテ
ィング境界面においてグラデーションを形成する。境界
の正確な特性は、使用される溶射ガンのタイプ及び設定
に依存する。結合は、粒子が衝突時に基体に突入すると
いう点で典型的に機械的である。材料をシャフトに取り
付けるための溶接、めっき及び蒸着法は、それぞれ、独
特な境界特性を生ぜしめる。これらの方法はいずれも、
磁気弾性部材１０４と、下に位置するシャフト１０８と
の間の緊密な結合を提供し、この結合は、フルスケール
測定範囲をはるかに外れた極端なトルクレベルに耐える
ことができる。実際には、溶射によるコーティングは、
１００００ｐｓｉ以上のオーダの典型的な結合強さを有
することが知られている。
【００２０】この分野で知られているように、磁気弾性
部材１０４において逆磁気ひずみ効果を有効に惹起する
ために、磁気弾性部材１０４は、静止状態において応力
異方性によって予負荷されていなければならない。圧力
ばめされた磁気弾性部材の場合、これは、圧力ばめプロ
セスによって達成される。すなわち、磁気弾性部材がシ
ャフトに被せられたときに、磁気弾性部材内に圧縮力及
び引張力が形成される。しかしながら、圧力ばめされた
磁気弾性部材とは対照的に、磁気弾性部材１０４が配置
された後におけるシャフト１０８の外径の低減は、磁気
弾性部材１０４を半径方向内方に引っ張り、磁気弾性部
材がより小さな容積を占めるようになる。このプロセス
は、センサが適正に作動するために必要な磁気異方性を
提供し、磁気弾性部材の高密度化（densification）を
も生じ、磁気弾性部材を本質的に安定にする。
部材１０４において逆磁気ひずみ効果を有効に惹起する
ために、磁気弾性部材１０４は、静止状態において応力
異方性によって予負荷されていなければならない。圧力
ばめされた磁気弾性部材の場合、これは、圧力ばめプロ
セスによって達成される。すなわち、磁気弾性部材がシ
ャフトに被せられたときに、磁気弾性部材内に圧縮力及
び引張力が形成される。しかしながら、圧力ばめされた
磁気弾性部材とは対照的に、磁気弾性部材１０４が配置
された後におけるシャフト１０８の外径の低減は、磁気
弾性部材１０４を半径方向内方に引っ張り、磁気弾性部
材がより小さな容積を占めるようになる。このプロセス
は、センサが適正に作動するために必要な磁気異方性を
提供し、磁気弾性部材の高密度化（densification）を
も生じ、磁気弾性部材を本質的に安定にする。
【００２１】ニッケル製の磁気弾性部材の軸方向の圧縮
応力成分が、ヒステリシスに寄与することが分かった。
特に、溶射プロセスは、磁気弾性部材に“軸方向の磁
石”を生ぜしめ、この軸方向の磁石は、十分なトルクが
加えられた“軸方向の磁石”をチャージさせるまで、不
活性である。したがって、主要な応力ベクトル（接線方
向での）が、トルク荷重を増大しながら軸方向を指しな
がら、最終的に、永久的な軸方向の磁気チャージを生じ
るトルクレベルに到達し、磁気弾性部材にヒステリシス
（又は“ゼロシフト”）を生じる。センサ出力への正味
効果は、センサが、トルクが加えられていなくても、あ
る量のトルクが依然として加えられていることを示すこ
とである。従来の溶射されたトルクセンサは、著しいヒ
ステリシスが生じるまでに、１５ft-lbしか耐えること
ができなかった。
応力成分が、ヒステリシスに寄与することが分かった。
特に、溶射プロセスは、磁気弾性部材に“軸方向の磁
石”を生ぜしめ、この軸方向の磁石は、十分なトルクが
加えられた“軸方向の磁石”をチャージさせるまで、不
活性である。したがって、主要な応力ベクトル（接線方
向での）が、トルク荷重を増大しながら軸方向を指しな
がら、最終的に、永久的な軸方向の磁気チャージを生じ
るトルクレベルに到達し、磁気弾性部材にヒステリシス
（又は“ゼロシフト”）を生じる。センサ出力への正味
効果は、センサが、トルクが加えられていなくても、あ
る量のトルクが依然として加えられていることを示すこ
とである。従来の溶射されたトルクセンサは、著しいヒ
ステリシスが生じるまでに、１５ft-lbしか耐えること
ができなかった。
【００２２】この問題を解決するために、本発明は、粉
末ニッケルがシャフト１０８に溶射された後に、シャフ
ト１０８の外径を低減することを考えている。これは、
磁気弾性部材１０４を内方へ引っ張り、材料の高密度化
を生じ、周方向の圧縮応力を増大させる。このプロセス
は、溶射された磁気弾性部材１０４とシャフト１０８と
の異なる熱膨張率によって形成される軸方向の圧縮応力
を著しく低減する又は排除するという効果を有し、ひい
ては、降伏トルクが加わることによるヒステリシスを十
分に防止する。なぜならば、磁気弾性部材にはもはやい
かなる著しい不活性の“軸方向磁石”も存在しないから
である。
末ニッケルがシャフト１０８に溶射された後に、シャフ
ト１０８の外径を低減することを考えている。これは、
磁気弾性部材１０４を内方へ引っ張り、材料の高密度化
を生じ、周方向の圧縮応力を増大させる。このプロセス
は、溶射された磁気弾性部材１０４とシャフト１０８と
の異なる熱膨張率によって形成される軸方向の圧縮応力
を著しく低減する又は排除するという効果を有し、ひい
ては、降伏トルクが加わることによるヒステリシスを十
分に防止する。なぜならば、磁気弾性部材にはもはやい
かなる著しい不活性の“軸方向磁石”も存在しないから
である。
【００２３】磁気弾性部材１０４を半径方向内方へ縮小
させるためにシャフト１０８の外径を減じる複数の方法
が案出されている。第１実施例では、磁気弾性材料を配
置する前に、中空のシャフト１０８の外径が、膨張する
挿入体をシャフト１０８内に挿入してシャフト１０８の
内径に力を加えることによって弾性的に膨張させられ
る。この膨張する挿入体は、磁気弾性部材１０４がシャ
フト１０８上に配置される前に、図１に示したように、
シャフト１０８の直径を増大させるために膨張させられ
る。次いで、磁気弾性部材１０４の配置後に、膨張する
挿入体は、収縮させられ、シャフト１０８から抜き取ら
れ、図２に示したように、シャフトの直径は初期の値に
戻る。したがって、図１におけるＯＤ＃１は、図２にお
けるＯＤ＃２よりも大きい。したがって、膨張する挿入
体が抜き取られた後、シャフト１０８の外径は減じら
れ、磁気弾性部材１０４は、半径方向内方へ縮小させら
れ、より小さな容積を占めるようになる。このプロセス
は、センサが適正に作動するために必要な磁気異方性を
提供し、磁気弾性部材１０４の高密度化をも生じ、本質
的に安定化する。
させるためにシャフト１０８の外径を減じる複数の方法
が案出されている。第１実施例では、磁気弾性材料を配
置する前に、中空のシャフト１０８の外径が、膨張する
挿入体をシャフト１０８内に挿入してシャフト１０８の
内径に力を加えることによって弾性的に膨張させられ
る。この膨張する挿入体は、磁気弾性部材１０４がシャ
フト１０８上に配置される前に、図１に示したように、
シャフト１０８の直径を増大させるために膨張させられ
る。次いで、磁気弾性部材１０４の配置後に、膨張する
挿入体は、収縮させられ、シャフト１０８から抜き取ら
れ、図２に示したように、シャフトの直径は初期の値に
戻る。したがって、図１におけるＯＤ＃１は、図２にお
けるＯＤ＃２よりも大きい。したがって、膨張する挿入
体が抜き取られた後、シャフト１０８の外径は減じら
れ、磁気弾性部材１０４は、半径方向内方へ縮小させら
れ、より小さな容積を占めるようになる。このプロセス
は、センサが適正に作動するために必要な磁気異方性を
提供し、磁気弾性部材１０４の高密度化をも生じ、本質
的に安定化する。
【００２４】第２実施例では、磁気弾性材料を配置する
前に、中空のシャフト１０８の外径が、シャフト１０８
内のキャビティを加圧して内径に力を加えることにより
弾性的に膨張させられる。この加圧は、磁気弾性部材１
０４がシャフト１０８上に配置される前に、図１に示し
たように、シャフト１０８の直径を増大させる。次い
で、磁気弾性部材１０４の配置後に、シャフト１０８内
のキャビティから圧力が解放され、シャフト１０８の直
径は、図２に示したように、初期の値に戻る。したがっ
て、図１におけるＯＤ＃１は、図２におけるＯＤ＃２よ
りも大きい。したがって、圧力が除去された後、シャフ
ト１０８の外径は減じられ、磁気弾性部材１０４は半径
方向内方へ縮小させられ、より小さな容積を占めるよう
になる。このプロセスは、センサが適正に作動するため
に必要な磁気異方性を提供し、磁気弾性部材１０４の高
密度化をも生じ、本質的に安定にする。
前に、中空のシャフト１０８の外径が、シャフト１０８
内のキャビティを加圧して内径に力を加えることにより
弾性的に膨張させられる。この加圧は、磁気弾性部材１
０４がシャフト１０８上に配置される前に、図１に示し
たように、シャフト１０８の直径を増大させる。次い
で、磁気弾性部材１０４の配置後に、シャフト１０８内
のキャビティから圧力が解放され、シャフト１０８の直
径は、図２に示したように、初期の値に戻る。したがっ
て、図１におけるＯＤ＃１は、図２におけるＯＤ＃２よ
りも大きい。したがって、圧力が除去された後、シャフ
ト１０８の外径は減じられ、磁気弾性部材１０４は半径
方向内方へ縮小させられ、より小さな容積を占めるよう
になる。このプロセスは、センサが適正に作動するため
に必要な磁気異方性を提供し、磁気弾性部材１０４の高
密度化をも生じ、本質的に安定にする。
【００２５】第３実施例では、磁気弾性材料を配置する
前に、シャフト１０８の外径は、シャフト１０８の管理
された熱的膨張を生ぜしめることによって弾性的に膨張
させられる。この熱的膨張は、磁気弾性部材１０４がシ
ャフト１０８上に配置される前に、図１に示したよう
に、シャフト１０８の直径を増大させる。軸方向の熱的
成長は、磁気弾性部材１０４におけるあらゆる残留軸方
向圧縮応力を回避するために、熱膨張中は抑制される。
磁気弾性部材１０４を配置した後、シャフト１０８は冷
却され、熱膨張が排除され、シャフト１０８の直径は、
図２に示したように初期の値に戻る。したがって、図１
におけるＯＤ＃１は、図２におけるＯＤ＃２よりも大き
い。したがって、熱膨張が排除された後、シャフト１０
８の外径は減じられ、磁気弾性部材１０４は半径方向内
方へ縮小させられ、より小さな容積を占めるようにな
る。このプロセスは、センサが適正に作動するために必
要な磁気異方性を提供し、磁気弾性部材１０４の高密度
化をも生じ、本質的に安定にする。
前に、シャフト１０８の外径は、シャフト１０８の管理
された熱的膨張を生ぜしめることによって弾性的に膨張
させられる。この熱的膨張は、磁気弾性部材１０４がシ
ャフト１０８上に配置される前に、図１に示したよう
に、シャフト１０８の直径を増大させる。軸方向の熱的
成長は、磁気弾性部材１０４におけるあらゆる残留軸方
向圧縮応力を回避するために、熱膨張中は抑制される。
磁気弾性部材１０４を配置した後、シャフト１０８は冷
却され、熱膨張が排除され、シャフト１０８の直径は、
図２に示したように初期の値に戻る。したがって、図１
におけるＯＤ＃１は、図２におけるＯＤ＃２よりも大き
い。したがって、熱膨張が排除された後、シャフト１０
８の外径は減じられ、磁気弾性部材１０４は半径方向内
方へ縮小させられ、より小さな容積を占めるようにな
る。このプロセスは、センサが適正に作動するために必
要な磁気異方性を提供し、磁気弾性部材１０４の高密度
化をも生じ、本質的に安定にする。
【００２６】第４実施例では、シャフト１０８の外径
は、磁気弾性材料１０４を配置する前に増大させられな
い。したがって、図１は、磁気弾性部材１０４がシャフ
ト１０８上に配置された直後の、膨張していない状態に
おけるシャフト１０８を示している。次いで、磁気弾性
部材１０４を配置した後、シャフト１０８は、降伏する
まで軸方向に引っ張られ、図２に示したように、シャフ
ト１０８の外径を永久に減じる。したがって、図１にお
けるＯＤ＃１は、図２におけるＯＤ＃２よりも大きい。
シャフト１０８が、降伏するまで軸方向に引っ張られた
後、シャフト１０８の外径は永久に減じられ、磁気弾性
部材１０４は、半径方向内方へ縮小させられ、より小さ
な容積を占めるようになる。このプロセスは、センサが
適正に作動するために必要な磁気異方性を提供し、磁気
弾性部材１０４の高密度化をも生じ、本質的に安定にす
る。
は、磁気弾性材料１０４を配置する前に増大させられな
い。したがって、図１は、磁気弾性部材１０４がシャフ
ト１０８上に配置された直後の、膨張していない状態に
おけるシャフト１０８を示している。次いで、磁気弾性
部材１０４を配置した後、シャフト１０８は、降伏する
まで軸方向に引っ張られ、図２に示したように、シャフ
ト１０８の外径を永久に減じる。したがって、図１にお
けるＯＤ＃１は、図２におけるＯＤ＃２よりも大きい。
シャフト１０８が、降伏するまで軸方向に引っ張られた
後、シャフト１０８の外径は永久に減じられ、磁気弾性
部材１０４は、半径方向内方へ縮小させられ、より小さ
な容積を占めるようになる。このプロセスは、センサが
適正に作動するために必要な磁気異方性を提供し、磁気
弾性部材１０４の高密度化をも生じ、本質的に安定にす
る。
【００２７】有利には、センサ読取りのために使用され
る主な圧縮応力は、前記プロセスの適用後、接線方向に
残る。したがって、上記のあらゆるプロセスによって磁
気弾性部材１０４が製造され、この磁気弾性部材は、降
伏トルクが加えられたときに、有利な範囲のヒステリシ
スのレベルを有し、その結果、一貫した正確なトルク測
定を行う。ここでは溶射が説明されているが、本発明
は、磁気弾性部材１０４をシャフト１０８に取り付ける
ための様々な方法を適用することができ、この方法は、
溶接、めっき、物理的蒸着及び化学的蒸着を含みかつこ
れらに限定されない。
る主な圧縮応力は、前記プロセスの適用後、接線方向に
残る。したがって、上記のあらゆるプロセスによって磁
気弾性部材１０４が製造され、この磁気弾性部材は、降
伏トルクが加えられたときに、有利な範囲のヒステリシ
スのレベルを有し、その結果、一貫した正確なトルク測
定を行う。ここでは溶射が説明されているが、本発明
は、磁気弾性部材１０４をシャフト１０８に取り付ける
ための様々な方法を適用することができ、この方法は、
溶接、めっき、物理的蒸着及び化学的蒸着を含みかつこ
れらに限定されない。
【００２８】有利には、磁気弾性リング１０４がシャフ
ト１０８に取り付けられた後、磁化フィクスチャ（図示
せず）においてチャージされ、この磁化フィクスチャは
反対向きの磁界を形成する。したがって、リングの半分
は、時計回りに周方向でチャージされるのに対し、リン
グの他方の半分は、反時計回りに周方向でチャージされ
る。このチャージング技術は、通常磁力計１０６の検出
能力を妨害する漂遊磁界からの非影響を提供するために
使用される。しかしながら、本発明は、方向を持たずに
磁化されたリング、又は磁気弾性リングの、あらゆる数
の近接の反対方向に磁化された区分を適用することがで
きる。
ト１０８に取り付けられた後、磁化フィクスチャ（図示
せず）においてチャージされ、この磁化フィクスチャは
反対向きの磁界を形成する。したがって、リングの半分
は、時計回りに周方向でチャージされるのに対し、リン
グの他方の半分は、反時計回りに周方向でチャージされ
る。このチャージング技術は、通常磁力計１０６の検出
能力を妨害する漂遊磁界からの非影響を提供するために
使用される。しかしながら、本発明は、方向を持たずに
磁化されたリング、又は磁気弾性リングの、あらゆる数
の近接の反対方向に磁化された区分を適用することがで
きる。
【００２９】ここで前記プロセスの例を、ステンレス鋼
シャフト上に２７０／Ｄサイズニッケル粉末から成る磁
気弾性部材を溶射することを例にして詳説する。以下の
特定の例は、本発明の別の側面及び独特な利点を示すた
めに提供されており、その他の特徴及び具体化が当業者
に明らかとなるべきである。厚さ０．０２ｉｎ、長さ１
ｉｎの帯材ニッケル粉末が、ＨＶＯＦ溶射ガンを使用し
て直径１ｉｎのＮｉｔｒｏｎｉｃ５０シャフト上に溶射
される。ニッケルを提供する前に、軸方向の熱成長が抑
制されながら、シャフトは６５０℃にまで予加熱され
る。ニッケル粉末がシャフトに溶射された後、シャフト
は冷却される。この実施例は、例示のためにのみ説明さ
れており、本発明の範囲の限定として考えられるべきで
はない。
シャフト上に２７０／Ｄサイズニッケル粉末から成る磁
気弾性部材を溶射することを例にして詳説する。以下の
特定の例は、本発明の別の側面及び独特な利点を示すた
めに提供されており、その他の特徴及び具体化が当業者
に明らかとなるべきである。厚さ０．０２ｉｎ、長さ１
ｉｎの帯材ニッケル粉末が、ＨＶＯＦ溶射ガンを使用し
て直径１ｉｎのＮｉｔｒｏｎｉｃ５０シャフト上に溶射
される。ニッケルを提供する前に、軸方向の熱成長が抑
制されながら、シャフトは６５０℃にまで予加熱され
る。ニッケル粉末がシャフトに溶射された後、シャフト
は冷却される。この実施例は、例示のためにのみ説明さ
れており、本発明の範囲の限定として考えられるべきで
はない。
【００３０】磁気弾性リング１０４がシャフト１０８に
取り付けられ、前記方法によって磁気的にチャージされ
た後、図３に示したように環状の磁力計が、接触しない
ように磁気弾性リング１０４の周囲に組み付けられる。
図３には、磁力計１０６のケーシングの半分が省略され
て示されている。磁力計１０６は、磁気弾性部材１０４
によって発せられた磁気信号を、システムレベル装置に
よって読み取ることができる電気信号に変換するという
目的を持つ。前述のように、磁気弾性部材の逆磁気ひず
み効果により、磁気弾性部材の周方向の中心線において
見られる半径方向に方向付けられた磁束の極性及び大き
さが、直接にトルクに関連している。有利には、トルク
センサが駆動シャフト、ステアリングコラム又は同様の
ものにおけるトルクを検出するために使用される場合に
は、磁力計１０６は、自動車シャーシフレーム等の、シ
ャフト１０８の近傍の静的なエレメント（図示せず）に
堅固に取り付けられている。
取り付けられ、前記方法によって磁気的にチャージされ
た後、図３に示したように環状の磁力計が、接触しない
ように磁気弾性リング１０４の周囲に組み付けられる。
図３には、磁力計１０６のケーシングの半分が省略され
て示されている。磁力計１０６は、磁気弾性部材１０４
によって発せられた磁気信号を、システムレベル装置に
よって読み取ることができる電気信号に変換するという
目的を持つ。前述のように、磁気弾性部材の逆磁気ひず
み効果により、磁気弾性部材の周方向の中心線において
見られる半径方向に方向付けられた磁束の極性及び大き
さが、直接にトルクに関連している。有利には、トルク
センサが駆動シャフト、ステアリングコラム又は同様の
ものにおけるトルクを検出するために使用される場合に
は、磁力計１０６は、自動車シャーシフレーム等の、シ
ャフト１０８の近傍の静的なエレメント（図示せず）に
堅固に取り付けられている。
【００３１】本発明において使用される磁力計１０６
は、軟鋼等の強磁性材料から形成されていると有利であ
り、当業者によく知られた飽和鉄心型磁力計としても知
られるフラックスゲート磁力計を利用すると有利であ
る。この有利な磁力計設計は、引用によりここに組み込
まれる米国特許第５８８９２１５号明細書に大体は説明
されている。
は、軟鋼等の強磁性材料から形成されていると有利であ
り、当業者によく知られた飽和鉄心型磁力計としても知
られるフラックスゲート磁力計を利用すると有利であ
る。この有利な磁力計設計は、引用によりここに組み込
まれる米国特許第５８８９２１５号明細書に大体は説明
されている。
【００３２】本質的に、フラックスゲート磁力計は、外
部磁界が存在しない場合、高透磁率材料片をＡＣ誘起パ
ルスによって周期的に磁気飽和にしたり磁気飽和でなく
することにより基準信号を確立することができる、とい
う前提に基づき作動する。磁気弾性部材１０４等の外部
ソースによって生ぜしめられる基準信号のあらゆる時間
シフトを測定し、外部ソースの絶対磁界強さに変換する
ことができる。
部磁界が存在しない場合、高透磁率材料片をＡＣ誘起パ
ルスによって周期的に磁気飽和にしたり磁気飽和でなく
することにより基準信号を確立することができる、とい
う前提に基づき作動する。磁気弾性部材１０４等の外部
ソースによって生ぜしめられる基準信号のあらゆる時間
シフトを測定し、外部ソースの絶対磁界強さに変換する
ことができる。
【００３３】多くのフラックスゲート設計は別個の駆動
及びピックアップコイルを使用していたが、本発明の目
的には、この分野で知られるように、磁力計１０６（図
３）が両機能のために１つのコイルのみを有していると
有利である。さらに、磁力計１０６が、少なくとも２つ
の駆動／ピックアップコイル１１０（以下ではフラック
スゲート１１０と呼ぶ）を有していると有利である。
及びピックアップコイルを使用していたが、本発明の目
的には、この分野で知られるように、磁力計１０６（図
３）が両機能のために１つのコイルのみを有していると
有利である。さらに、磁力計１０６が、少なくとも２つ
の駆動／ピックアップコイル１１０（以下ではフラック
スゲート１１０と呼ぶ）を有していると有利である。
【００３４】磁力計のパフォーマンスを改良するため
に、磁束ガイド１１２が、磁力計１０６に設けられてお
り、フラックスゲート１１０に取り付けられている。磁
束ガイド１１２は、フラックスゲート１１０による検出
の前に、磁気弾性部材１０４から発する磁気信号を増幅
及び集束し、Ｓ／Ｎ比を改良する。さらに、磁束ガイド
１１２は、磁気弾性部材１０４からの磁気信号における
不規則性をほぼ排除することにより、付加的な信号処理
を提供する。これは、大きな角度距離に亘って磁束を収
集する磁束ガイド１１２により達成される。
に、磁束ガイド１１２が、磁力計１０６に設けられてお
り、フラックスゲート１１０に取り付けられている。磁
束ガイド１１２は、フラックスゲート１１０による検出
の前に、磁気弾性部材１０４から発する磁気信号を増幅
及び集束し、Ｓ／Ｎ比を改良する。さらに、磁束ガイド
１１２は、磁気弾性部材１０４からの磁気信号における
不規則性をほぼ排除することにより、付加的な信号処理
を提供する。これは、大きな角度距離に亘って磁束を収
集する磁束ガイド１１２により達成される。
【００３５】コモンモードノイズとしても知られる、環
境中に存在する漂遊信号に対する磁力計の抵抗をさらに
改良するために、磁力計における電子回路及び磁気回路
の設計において、及び磁力計の構造自体において、コモ
ンモード阻止機構が用いられる。例えば、どこでも可能
ならば、この分野で知られるようなディファレンシャル
回路が、コモンモードノイズを打ち消すために電子設計
において使用される。この効果は、有利には１８０゜分
離された、対称的に形成された磁束ガイド１１２と、対
称的に配置されたフラックスゲート１１０とを使用する
ことにより、磁力計設計において倍増される。
境中に存在する漂遊信号に対する磁力計の抵抗をさらに
改良するために、磁力計における電子回路及び磁気回路
の設計において、及び磁力計の構造自体において、コモ
ンモード阻止機構が用いられる。例えば、どこでも可能
ならば、この分野で知られるようなディファレンシャル
回路が、コモンモードノイズを打ち消すために電子設計
において使用される。この効果は、有利には１８０゜分
離された、対称的に形成された磁束ガイド１１２と、対
称的に配置されたフラックスゲート１１０とを使用する
ことにより、磁力計設計において倍増される。
【００３６】最後に、電気的及び磁気的なコモンモード
阻止性能を増大させるために、ＥＭＩと磁気遮へい構造
が、この分野で知られるように、磁力計設計に組み込ま
れている。したがって、前記コモンモード阻止機構と遮
へいとを利用することにより、環境中に見つけられる漂
遊する磁気的及び電磁気的信号が、フラックスゲート１
１０及び磁気弾性部材１０４を妨害することを著しく妨
げる。
阻止性能を増大させるために、ＥＭＩと磁気遮へい構造
が、この分野で知られるように、磁力計設計に組み込ま
れている。したがって、前記コモンモード阻止機構と遮
へいとを利用することにより、環境中に見つけられる漂
遊する磁気的及び電磁気的信号が、フラックスゲート１
１０及び磁気弾性部材１０４を妨害することを著しく妨
げる。
【００３７】当業者が容易に理解するように、本発明の
非従順性トルクセンサは様々な応用例において使用する
ことができる。この応用例は、電子パワーステアリング
システムにおけるハンドル努力測定、電子制御式変速の
ためのトランスミッション出力トルクの決定、エンジン
不点火を検出するためのカム及びクランクシャフトのト
ルク測定、アンチロックブレーキシステムにおける車輪
トルクの測定、活発な乗車の補償のための車両サスペン
ションの測定、及び電気的なブレーキングのためのブレ
ーキペダルのトルクの測定を含んでおり、しかもこれら
に限定されない。
非従順性トルクセンサは様々な応用例において使用する
ことができる。この応用例は、電子パワーステアリング
システムにおけるハンドル努力測定、電子制御式変速の
ためのトランスミッション出力トルクの決定、エンジン
不点火を検出するためのカム及びクランクシャフトのト
ルク測定、アンチロックブレーキシステムにおける車輪
トルクの測定、活発な乗車の補償のための車両サスペン
ションの測定、及び電気的なブレーキングのためのブレ
ーキペダルのトルクの測定を含んでおり、しかもこれら
に限定されない。
【図１】磁気弾性部材が取り付けられたトルク発生シャ
フトを示す斜視図である。
フトを示す斜視図である。
【図２】磁気弾性部材が取り付けられたトルク発生シャ
フトを示す斜視図である。
フトを示す斜視図である。
【図３】磁気弾性部材を包囲した磁力計を部分的に示す
斜視図である。
斜視図である。
１０４ 磁気弾性部材、 １０６ 磁力計、 １０８
非磁性シャフト、 １１０ 駆動／ピックアップコイ
ル、 １１２ 磁束ガイド
非磁性シャフト、 １１０ 駆動／ピックアップコイ
ル、 １１２ 磁束ガイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390009416 Ｋｒｕｐｐｓｔｒａｂｅ 105，Ｆｒａｎ ｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ，ＢＲＤ (72)発明者 カール ガンダリラス アメリカ合衆国 コネチカット ベーコン フォールス ベタニー ロード 302 (72)発明者 ジョン ダブリュ ボッソーリ アメリカ合衆国 コネチカット チェサイ ア ギネベレ リッジ 43
Claims (11)
- 【請求項１】 トルクセンサにおいて使用するための磁
気弾性部材を形成する方法において、 細長く円形の基体の外径を増大し、 基体上に磁気弾性材料を提供し、 磁気弾性材料を基体に提供した後に基体の外径を減じる
ことを特徴とする、トルクセンサにおいて使用するため
の磁気弾性部材を形成する方法。 - 【請求項２】 前記基体がシャフトである、請求項１記
載の方法。 - 【請求項３】 前記シャフトの外径が、該シャフト内に
膨張可能な挿入体を挿入して、前記外径が一時的に増大
するまで前記挿入体を膨張させることにより増大させら
れる、請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記シャフトの外径が、前記膨張可能な
挿入体を収縮させかつ膨張可能な挿入体をシャフトから
除去することにより減じられる、請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 前記シャフトの外径が、該外径が一時的
に増大されるまでシャフトの内部キャビティを加圧する
ことによって増大させられる、請求項２記載の方法。 - 【請求項６】 前記シャフトの外径が、前記内部キャビ
ティから圧力を除去することにより減じられる、請求項
５記載の方法。 - 【請求項７】 前記シャフトの外径が、該外径が一時的
に増大されるまで、シャフトの管理された熱的膨張を使
用して増大される、請求項２記載の方法。 - 【請求項８】 前記シャフトの外径が、前記シャフトの
熱的膨張を除去するためにシャフトを冷却することによ
って減じられる、請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 トルクセンサにおいて使用するための磁
気弾性部材を形成する方法において、 磁気弾性的材料を基体に提供し、 前記磁気弾性材料が基体に提供された後に基体の外径を
減じることを特徴とする、トルクセンサにおいて使用す
るための磁気弾性部材を形成する方法。 - 【請求項１０】 前記基体がシャフトである、請求項９
記載の方法。 - 【請求項１１】 前記シャフトの外径が、シャフトが降
伏するまで軸方向にシャフトを引っ張ることによって減
じられる、請求項１０記載の方法。
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