JP2002062201A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
- Publication number
- JP2002062201A JP2002062201A JP2000253612A JP2000253612A JP2002062201A JP 2002062201 A JP2002062201 A JP 2002062201A JP 2000253612 A JP2000253612 A JP 2000253612A JP 2000253612 A JP2000253612 A JP 2000253612A JP 2002062201 A JP2002062201 A JP 2002062201A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- magnetic field
- torque sensor
- magnet
- magnets
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 信号の授受および処理が容易な回転軸用のト
ルクセンサを提供する。 【解決手段】 軸方向に隔たった二つの位置の間に小径
となったトーション部１ａを有するシャフト１と、筒状
をなし円周方向位置の変化につれてシャフト１軸方向の
幅が最小幅から最大幅まで徐々に変化する磁石３ａ，３
ｂと、前記磁石３ａ，３ｂと対面してコラム４に配置さ
れ、磁石３ａ，３ｂからの放射磁場を検出するホール素
子５ａ，５ｂとから構成する。従って、シャフト１と共
に回転する磁場を対面したホール素子５ａ，５ｂにより
検出しているため、信号授受のためのスリップリング等
を必要とせず、また、ホール素子５ａ，５ｂの検出値を
比較するのみの簡単な比較演算器６でシャフト１のトル
ク値を求めることができる。
ルクセンサを提供する。 【解決手段】 軸方向に隔たった二つの位置の間に小径
となったトーション部１ａを有するシャフト１と、筒状
をなし円周方向位置の変化につれてシャフト１軸方向の
幅が最小幅から最大幅まで徐々に変化する磁石３ａ，３
ｂと、前記磁石３ａ，３ｂと対面してコラム４に配置さ
れ、磁石３ａ，３ｂからの放射磁場を検出するホール素
子５ａ，５ｂとから構成する。従って、シャフト１と共
に回転する磁場を対面したホール素子５ａ，５ｂにより
検出しているため、信号授受のためのスリップリング等
を必要とせず、また、ホール素子５ａ，５ｂの検出値を
比較するのみの簡単な比較演算器６でシャフト１のトル
ク値を求めることができる。
Description
【０００１】
【−発明の属する技術分野】本発明は、軸のねじれから
トルクを測定するトルクセンサに関し、特に、回転軸に
好適なトルクセンサに関するものである。
トルクを測定するトルクセンサに関し、特に、回転軸に
好適なトルクセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のトルクセンサとしては従来から
ひずみゲージ式トルクセンサが一般的に用いられてい
る。このひずみゲージ式トルクセンサは、軸に貼り付け
たひずみゲージの抵抗値の変化により軸のねじりトルク
を計測するものである。
ひずみゲージ式トルクセンサが一般的に用いられてい
る。このひずみゲージ式トルクセンサは、軸に貼り付け
たひずみゲージの抵抗値の変化により軸のねじりトルク
を計測するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記ひずみゲ
ージ式トルクセンサでは、回転する軸に用いる場合に
は、回転している軸との間で給電および信号の授受のた
めに、スリップリング等を用いる必要があり、構造が複
雑となる。
ージ式トルクセンサでは、回転する軸に用いる場合に
は、回転している軸との間で給電および信号の授受のた
めに、スリップリング等を用いる必要があり、構造が複
雑となる。
【０００４】この不具合を解消するために磁歪式トルク
センサが提案されている。
センサが提案されている。
【０００５】この磁歪式トルクセンサは、回転軸側に磁
歪定数の大きい材料からなる管を取付け、その管を取囲
んで固定側に励磁コイルを巻くと共に隣接して検出コイ
ルを巻き付けて構成されている。
歪定数の大きい材料からなる管を取付け、その管を取囲
んで固定側に励磁コイルを巻くと共に隣接して検出コイ
ルを巻き付けて構成されている。
【０００６】そして、励磁コイルに高周波の電流を流し
て前記管を交流励磁し、前記管が捩じられた時の検出コ
イルから得られる出力電圧を取出し、この出力電圧に基
づき捩じり量（トルクの大きさ）を演算するものであ
る。
て前記管を交流励磁し、前記管が捩じられた時の検出コ
イルから得られる出力電圧を取出し、この出力電圧に基
づき捩じり量（トルクの大きさ）を演算するものであ
る。
【０００７】しかしながら、この磁歪式トルクセンサに
あっては、ひずみゲージ式トルクセンサのような給電お
よび信号の授受のためのスリップリング等の手段は必要
としないが、交流励磁回路や出力電圧の信号処理回路が
複雑で高価なものとなる不具合がある。
あっては、ひずみゲージ式トルクセンサのような給電お
よび信号の授受のためのスリップリング等の手段は必要
としないが、交流励磁回路や出力電圧の信号処理回路が
複雑で高価なものとなる不具合がある。
【０００８】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、信号の授受および処理が容易な回転軸用の
トルクセンサを提供することを目的とする。
れたもので、信号の授受および処理が容易な回転軸用の
トルクセンサ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】第１の発明は、シャフト
と、前記シャフトの軸方向に隔たった二つの位置の外周
に夫々取付けられ、円周方向位置の変化につれて放射磁
場が変化する２個の磁石と、前記磁石と対面して配置さ
れ、磁石からの放射磁場を検出する磁場検出手段とから
なることを特徴とする。
と、前記シャフトの軸方向に隔たった二つの位置の外周
に夫々取付けられ、円周方向位置の変化につれて放射磁
場が変化する２個の磁石と、前記磁石と対面して配置さ
れ、磁石からの放射磁場を検出する磁場検出手段とから
なることを特徴とする。
【００１０】第２の発明は、第１の発明において、前記
シャフトを、軸方向に隔たった前記磁石が取付けられた
二つの位置の間に小径となったトーション部を有するこ
とを特徴とする。
シャフトを、軸方向に隔たった前記磁石が取付けられた
二つの位置の間に小径となったトーション部を有するこ
とを特徴とする。
【００１１】第３の発明は、前記第１および第２の発明
において、前記磁石は、筒状をなし円周方向位置の変化
につれてシャフトの軸方向の幅が最小幅から最大幅まで
徐々に変化するものであることを特徴とする。
において、前記磁石は、筒状をなし円周方向位置の変化
につれてシャフトの軸方向の幅が最小幅から最大幅まで
徐々に変化するものであることを特徴とする。
【００１２】第４の発明は、前記第１および第２の発明
において、前記磁石は、テープ状をなし円周方向位置の
変化につれて半径方向位置が最小高さから最大高さまで
徐々に変化するものであることを特徴とする。
において、前記磁石は、テープ状をなし円周方向位置の
変化につれて半径方向位置が最小高さから最大高さまで
徐々に変化するものであることを特徴とする。
【００１３】第５の発明は、第１ないし第４の発明のい
ずれか一つにおいて、前記磁場検出手段は、ホール素子
で構成されることを特徴とする。
ずれか一つにおいて、前記磁場検出手段は、ホール素子
で構成されることを特徴とする。
【００１４】第６の発明は、シャフトと、前記シャフト
の軸方向に隔たった二つの位置の外周に夫々取付けら
れ、円周方向位置の変化につれて放射磁場が変化する２
個の磁石と、前記磁石と対面して配置され、磁石からの
放射磁場を検出する磁場検出手段と、前記磁場検出手段
よりの信号を比較し、シャフトに加わるトルクを演算す
る演算器とからなることを特徴とする。
の軸方向に隔たった二つの位置の外周に夫々取付けら
れ、円周方向位置の変化につれて放射磁場が変化する２
個の磁石と、前記磁石と対面して配置され、磁石からの
放射磁場を検出する磁場検出手段と、前記磁場検出手段
よりの信号を比較し、シャフトに加わるトルクを演算す
る演算器とからなることを特徴とする。
【００１５】
【発明の効果】したがって、第１の発明では、シャフト
と共に回転する磁場を対面する磁場検出手段により検出
しているため、信号授受のためのスリップリング等を必
要とせずに回転するシャフトの捩じれ（トルク）を検出
できる。
と共に回転する磁場を対面する磁場検出手段により検出
しているため、信号授受のためのスリップリング等を必
要とせずに回転するシャフトの捩じれ（トルク）を検出
できる。
【００１６】また、磁場検出手段の検出値を比較するの
みの簡単な比較演算器でシャフトのトルク値を求めるこ
とができる。
みの簡単な比較演算器でシャフトのトルク値を求めるこ
とができる。
【００１７】第２の発明では、小径のトーション部によ
りねじり歪みの量を大きくできるため、トルク値をより
精度よく検出できる。
りねじり歪みの量を大きくできるため、トルク値をより
精度よく検出できる。
【００１８】第３および第４の発明では、磁場の変化、
即ち、増加や減少を見ることで、シャフトの回転方向を
検出できる。
即ち、増加や減少を見ることで、シャフトの回転方向を
検出できる。
【００１９】また、磁場の最大値から最小値へ、また
は、最小値から最大値への変化を検出することでシャフ
トの回転数を検出できる。
は、最小値から最大値への変化を検出することでシャフ
トの回転数を検出できる。
【００２０】第５の発明では、磁場の強さをホール素子
で検出しているため、磁場の強さとホール素子の出力で
あるホール電圧との線形性がよく、精度よくトルク値を
検出できる。
で検出しているため、磁場の強さとホール素子の出力で
あるホール電圧との線形性がよく、精度よくトルク値を
検出できる。
【００２１】第６の発明では、演算器で磁場検出手段よ
りの信号を比較して、シャフトのトルクを演算している
ため、その比較結果の信号を他の制御機器に容易に利用
することができる。
りの信号を比較して、シャフトのトルクを演算している
ため、その比較結果の信号を他の制御機器に容易に利用
することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００２３】図１ないし図３は、本発明のトルクセンサ
の一実施形態を示し、図１はトルクセンサの断面図、図
２は図１の永久磁石の展開図、図３はセンサ出力特性図
である。
の一実施形態を示し、図１はトルクセンサの断面図、図
２は図１の永久磁石の展開図、図３はセンサ出力特性図
である。
【００２４】図１において、１は例えば自動車のステア
リングシャフト等の回転軸（以下シャフトという）を示
し、一端が図示しないステアリングハンドルに連結さ
れ、他端が図示しないステアリングギヤに連結されるも
のであり、このシャフト１の一部を細く小径にして加え
られる回転トルクに対するねじり歪みを拡大するトーシ
ョン部を設ける。図中１ｂ，１ｃは前記シャフトの前記
トーション部１ａを挟んで入力側部分と出力側部分とを
示す。
リングシャフト等の回転軸（以下シャフトという）を示
し、一端が図示しないステアリングハンドルに連結さ
れ、他端が図示しないステアリングギヤに連結されるも
のであり、このシャフト１の一部を細く小径にして加え
られる回転トルクに対するねじり歪みを拡大するトーシ
ョン部を設ける。図中１ｂ，１ｃは前記シャフトの前記
トーション部１ａを挟んで入力側部分と出力側部分とを
示す。
【００２５】２ａ，２ｂは前記シャフト１の入力側部分
１ｂおよび出力側部分１ｃの両方のシャフト１外周に所
定の幅でシャフト１全周に巻かれた透磁率の低い非磁性
体で形成された磁気絶縁シートである。材料としてはオ
ーステナイトステンレス鋼や高Ｍｎ鋼等がよい。
１ｂおよび出力側部分１ｃの両方のシャフト１外周に所
定の幅でシャフト１全周に巻かれた透磁率の低い非磁性
体で形成された磁気絶縁シートである。材料としてはオ
ーステナイトステンレス鋼や高Ｍｎ鋼等がよい。
【００２６】３ａ，３ｂは、前記磁気絶縁シート２の外
周に巻回して取付けられた筒状の永久磁石（以下磁石と
いう）を示し、一端面がＳ極であり他端面がＮ極となっ
ている。 また、前記磁石３ａ，３ｂの幅は円周上の所
定の位置で最大幅と最小幅を持ちしかも円周上の他の位
置では最大幅から最小幅に徐々に変化するように形成さ
れている。図２は磁石３ａ，３ｂの展開図であり、前記
磁石３ａ，３ｂの幅は一点鎖線で示す円周方向を中心と
してシャフト軸方向に左右対称に設けられる。
周に巻回して取付けられた筒状の永久磁石（以下磁石と
いう）を示し、一端面がＳ極であり他端面がＮ極となっ
ている。 また、前記磁石３ａ，３ｂの幅は円周上の所
定の位置で最大幅と最小幅を持ちしかも円周上の他の位
置では最大幅から最小幅に徐々に変化するように形成さ
れている。図２は磁石３ａ，３ｂの展開図であり、前記
磁石３ａ，３ｂの幅は一点鎖線で示す円周方向を中心と
してシャフト軸方向に左右対称に設けられる。
【００２７】従って、前記磁石３ａ，３ｂは各Ｓ・Ｎ極
間で放物線状の磁力線ｎを無数に有する磁気回路を構成
する。この場合、磁気絶縁シート２ａ，２ｂは磁力線ｎ
が鋼製のシャフト１を通しての磁気回路が形成されるこ
とを制限して上記磁力線ｎによる磁気回路が半径方向外
周側に有効に形成されることを助ける。
間で放物線状の磁力線ｎを無数に有する磁気回路を構成
する。この場合、磁気絶縁シート２ａ，２ｂは磁力線ｎ
が鋼製のシャフト１を通しての磁気回路が形成されるこ
とを制限して上記磁力線ｎによる磁気回路が半径方向外
周側に有効に形成されることを助ける。
【００２８】また、磁石３ａ，３ｂは円周上の各位置で
形成される磁力線ｎによる磁気回路の形状が異なり、幅
が狭い部分では極間距離が狭いため半径方向の比較的近
接した部位に放物線状の磁束が集中し、幅が広い部分で
は極間距離が長いため放物線状の磁束がより半径方向外
方に集中する。
形成される磁力線ｎによる磁気回路の形状が異なり、幅
が狭い部分では極間距離が狭いため半径方向の比較的近
接した部位に放物線状の磁束が集中し、幅が広い部分で
は極間距離が長いため放物線状の磁束がより半径方向外
方に集中する。
【００２９】４はシャフトを取り囲み保護するコラム
（ステアリングコラム）を示し、このコラム４の前記磁
石３ａ，３ｂの外周に対面する部分にはコラム４外方か
ら取付け穴４ａ，４ｂを通して挿入されたホール素子５
ａ，５ｂが配置される。
（ステアリングコラム）を示し、このコラム４の前記磁
石３ａ，３ｂの外周に対面する部分にはコラム４外方か
ら取付け穴４ａ，４ｂを通して挿入されたホール素子５
ａ，５ｂが配置される。
【００３０】このホール素子５ａ，５ｂは、図示しない
が、長方形の半導体片を備え、この半導体片の一つの対
向辺間に電流を流し他の対向辺に検出端子を接続し、こ
れらに直交する方向から磁場を加えると検出端子間に磁
束密度に比例したホール電圧Ｖａ，Ｖｂが得られる公知
のものである。
が、長方形の半導体片を備え、この半導体片の一つの対
向辺間に電流を流し他の対向辺に検出端子を接続し、こ
れらに直交する方向から磁場を加えると検出端子間に磁
束密度に比例したホール電圧Ｖａ，Ｖｂが得られる公知
のものである。
【００３１】６は比較演算器であり、前記ホール素子５
ａ，５ｂからホール電圧Ｖａ，Ｖｂの入力を受け、両ホ
ール電圧Ｖａ，Ｖｂ同士を比較しその差分Ｖｓを演算す
ることで前記シャフト１のトーション部１ａの捩じれ量
と捩じれ方向を演算するものである。
ａ，５ｂからホール電圧Ｖａ，Ｖｂの入力を受け、両ホ
ール電圧Ｖａ，Ｖｂ同士を比較しその差分Ｖｓを演算す
ることで前記シャフト１のトーション部１ａの捩じれ量
と捩じれ方向を演算するものである。
【００３２】次に作動を説明する。
【００３３】前記ホール素子５ａ，５ｂは磁石３ａ，３
ｂよりの磁力線による磁場を感知してその検出端子間に
夫々ホール電圧Ｖａ，Ｖｂを出力する。ホール電圧Ｖ
ａ，Ｖｂは比較演算器６に入力され、比較演算器６はホ
ール電圧Ｖａ，Ｖｂの差分を演算してシャフト１に生じ
ているトーション部１ａの捩じれからトルクを推定す
る。
ｂよりの磁力線による磁場を感知してその検出端子間に
夫々ホール電圧Ｖａ，Ｖｂを出力する。ホール電圧Ｖ
ａ，Ｖｂは比較演算器６に入力され、比較演算器６はホ
ール電圧Ｖａ，Ｖｂの差分を演算してシャフト１に生じ
ているトーション部１ａの捩じれからトルクを推定す
る。
【００３４】前記シャフト１が停止していて捩じりトル
クが加えられていない場合には、シャフト１のトーショ
ン部１ａに捩じれがないため、両磁石３ａ．３ｂの円周
方向の位置は同じであり各ホール素子５ａ，５ｂへの磁
場は等しいためホール素子５ａ，５ｂは等しいホール電
圧Ｖａ，Ｖｂを発生し、差分Ｖｓは出力されない。
クが加えられていない場合には、シャフト１のトーショ
ン部１ａに捩じれがないため、両磁石３ａ．３ｂの円周
方向の位置は同じであり各ホール素子５ａ，５ｂへの磁
場は等しいためホール素子５ａ，５ｂは等しいホール電
圧Ｖａ，Ｖｂを発生し、差分Ｖｓは出力されない。
【００３５】前記シャフト１にトルクが加えられると、
シャフト１のトーション部１ａに捩じれが生じ、両磁石
３ａ，３ｂの円周方向の位置にずれを生じ、両ホール素
子５ａ，５ｂに加えられる磁場が異なることから異なる
ホール電圧Ｖａ，Ｖｂを出力し比較演算器６はそのホー
ル電圧Ｖａ，Ｖｂの差分Ｖｓを出力する。
シャフト１のトーション部１ａに捩じれが生じ、両磁石
３ａ，３ｂの円周方向の位置にずれを生じ、両ホール素
子５ａ，５ｂに加えられる磁場が異なることから異なる
ホール電圧Ｖａ，Ｖｂを出力し比較演算器６はそのホー
ル電圧Ｖａ，Ｖｂの差分Ｖｓを出力する。
【００３６】ここで、図３はシャフト１の回転に対する
ホール電圧Ｖａ，Ｖｂの出力波形をホール素子５ａ，５
ｂについて、図中上下にａ）ｂ）と並べて示すもので、
横軸はシャフト１の回転変位を表している。
ホール電圧Ｖａ，Ｖｂの出力波形をホール素子５ａ，５
ｂについて、図中上下にａ）ｂ）と並べて示すもので、
横軸はシャフト１の回転変位を表している。
【００３７】従って、例えば右方向に回転するときホー
ル電圧Ｖａ，Ｖｂが上昇し、逆に左方向に回転するとき
ホール電圧Ｖａ，Ｖｂが低下する。そして、シャフト１
の一回転につき１サイクルをもってホール電圧Ｖａ，Ｖ
ｂは変化する。
ル電圧Ｖａ，Ｖｂが上昇し、逆に左方向に回転するとき
ホール電圧Ｖａ，Ｖｂが低下する。そして、シャフト１
の一回転につき１サイクルをもってホール電圧Ｖａ，Ｖ
ｂは変化する。
【００３８】このことから、シャフト１が例えば右回り
に回転すると、両磁石３ａ，３ｂにより生ずる磁場も回
転し、両ホール素子５ａ，５ｂも磁場の変化に対応して
ホール電圧Ｖａ，Ｖｂを鋸歯状に沿って増加方向に変化
させる。
に回転すると、両磁石３ａ，３ｂにより生ずる磁場も回
転し、両ホール素子５ａ，５ｂも磁場の変化に対応して
ホール電圧Ｖａ，Ｖｂを鋸歯状に沿って増加方向に変化
させる。
【００３９】このシャフト１の回転中、シャフト１にト
ルクが加わっていない時は、両磁石３ａ，３ｂの回転方
向の相対的位置は同じであるため、図３で示すホール電
圧Ｖａ，Ｖｂの波形の横方向（回転方向）位置、即ち、
ホール電圧波形Ｖａ１，Ｖｂ１の位相が一致しているた
め、比較演算器６から差分Ｖｓは出力されない。
ルクが加わっていない時は、両磁石３ａ，３ｂの回転方
向の相対的位置は同じであるため、図３で示すホール電
圧Ｖａ，Ｖｂの波形の横方向（回転方向）位置、即ち、
ホール電圧波形Ｖａ１，Ｖｂ１の位相が一致しているた
め、比較演算器６から差分Ｖｓは出力されない。
【００４０】しかし、このシャフト１にトルクが加わる
と、図３で示す両ホール電圧波形Ｖａ１，Ｖｂ１の位相
がずれることとなり、この位相のずれ分の差分Ｖｓ出力
を比較演算器６は出力する。
と、図３で示す両ホール電圧波形Ｖａ１，Ｖｂ１の位相
がずれることとなり、この位相のずれ分の差分Ｖｓ出力
を比較演算器６は出力する。
【００４１】なお、２個の磁石３ａ，３ｂの取付け位置
を位相を合わせて取付けることで、上記作動は達成され
るが、この取付けは精密に行われる必要がある。
を位相を合わせて取付けることで、上記作動は達成され
るが、この取付けは精密に行われる必要がある。
【００４２】しかし、もし取付け位置が両磁石３ａ，３
ｂ間でずれを生じた場合は、比較演算器６に補正を加え
る必要がある。この補正はシャフト１にトルクを加えな
い状態で、両ホール素子５ａ，５ｂからのホール電圧Ｖ
ａ，Ｖｂを比較し、その差分の量だけ比較演算器６でゼ
ロ点補正を行うことで可能であり、むしろ、このような
補正を行うことを前提に両磁石３ａ，３ｂをシャフト１
に取付けることの方が実用的である。
ｂ間でずれを生じた場合は、比較演算器６に補正を加え
る必要がある。この補正はシャフト１にトルクを加えな
い状態で、両ホール素子５ａ，５ｂからのホール電圧Ｖ
ａ，Ｖｂを比較し、その差分の量だけ比較演算器６でゼ
ロ点補正を行うことで可能であり、むしろ、このような
補正を行うことを前提に両磁石３ａ，３ｂをシャフト１
に取付けることの方が実用的である。
【００４３】本実施態様にあっては、シャフト１と共に
回転する磁石３ａ，３からの磁場を、それと対面する磁
場検出手段であるホール素子５ａ，５ｂにより検出して
いるため、信号授受のためのスリップリング等を必要と
せずに回転するシャフト１の捩じれ（トルク）を検出で
きる。
回転する磁石３ａ，３からの磁場を、それと対面する磁
場検出手段であるホール素子５ａ，５ｂにより検出して
いるため、信号授受のためのスリップリング等を必要と
せずに回転するシャフト１の捩じれ（トルク）を検出で
きる。
【００４４】また、ホール素子５ａ，５ｂの検出値であ
るホール電圧Ｖａ，Ｖｂを比較するのみの簡単な比較演
算器でシャフト１のトルク値を求めることができる。
るホール電圧Ｖａ，Ｖｂを比較するのみの簡単な比較演
算器でシャフト１のトルク値を求めることができる。
【００４５】さらに、小径のトーション部１ａによりね
じり歪みの量を大きくできるため、トルク値をより精度
よく検出できる。
じり歪みの量を大きくできるため、トルク値をより精度
よく検出できる。
【００４６】そして、磁場の変化、即ち、増加や減少を
見ることで、シャフト１の回転方向を検出できる。
見ることで、シャフト１の回転方向を検出できる。
【００４７】また、磁場の最大値から最小値へ、また
は、最小値から最大値への変化を検出することでシャフ
ト１の回転数を検出できる。
は、最小値から最大値への変化を検出することでシャフ
ト１の回転数を検出できる。
【００４８】さらに、磁場の強さをホール素子５ａ，５
ｂで検出しているため、磁場の強さとホール素子５ａ，
５ｂの出力であるホール電圧Ｖａ，Ｖｂとの線形性がよ
く、精度よくトルク値を検出できる。
ｂで検出しているため、磁場の強さとホール素子５ａ，
５ｂの出力であるホール電圧Ｖａ，Ｖｂとの線形性がよ
く、精度よくトルク値を検出できる。
【００４９】また、演算器で磁場検出手段よりの信号を
比較して、シャフトのトルクを演算しているため、その
比較結果の信号を他の制御機器に容易に利用することが
できる。
比較して、シャフトのトルクを演算しているため、その
比較結果の信号を他の制御機器に容易に利用することが
できる。
【００５０】図４および図５は、本発明のトルクセンサ
の他の実施形態を示し、図４はシャフト軸方向からみた
側面図、図５は図４のＶ−Ｖ断面図を示す。なお、図１
と同一部分には同一の符号を付して説明する。
の他の実施形態を示し、図４はシャフト軸方向からみた
側面図、図５は図４のＶ−Ｖ断面図を示す。なお、図１
と同一部分には同一の符号を付して説明する。
【００５１】図４および図５に示すトルクセンサは、シ
ャフト１の外周に透磁率の高い非金属材料で形成され、
円周方向の位置が変化するに従い半径方向に高くなり円
周方向の一箇所で最大高さから最低高さに変化する取付
けリング７を設け、この取付けリング７の外周表面に表
裏が極となる磁石テープ８を接着などにより取付けたも
のである。
ャフト１の外周に透磁率の高い非金属材料で形成され、
円周方向の位置が変化するに従い半径方向に高くなり円
周方向の一箇所で最大高さから最低高さに変化する取付
けリング７を設け、この取付けリング７の外周表面に表
裏が極となる磁石テープ８を接着などにより取付けたも
のである。
【００５２】そして、磁石テープ８の表裏の極から放射
される磁力線はホール素子５ａ，５ｂの部分で半径方向
となるため、ホール素子５ａ，５ｂの半導体片はシャフ
ト１に対して接線方向に配置されたものを用いる必要が
ある。
される磁力線はホール素子５ａ，５ｂの部分で半径方向
となるため、ホール素子５ａ，５ｂの半導体片はシャフ
ト１に対して接線方向に配置されたものを用いる必要が
ある。
【００５３】本実施態様にあっても、図１ないし図３に
示すトルクセンサと同様に用いることができ、同様の効
果を達成する。
示すトルクセンサと同様に用いることができ、同様の効
果を達成する。
【００５４】なお、上記実施形態において、シャフト１
の回転につれてホール電圧Ｖａ，Ｖｂが鋸歯状に変化す
るものについて説明したが、図示はしないが、サインカ
ーブやねじ山状のものであってもよい。
の回転につれてホール電圧Ｖａ，Ｖｂが鋸歯状に変化す
るものについて説明したが、図示はしないが、サインカ
ーブやねじ山状のものであってもよい。
【００５５】また、ホール素子５ａ，５ｂを用いるもの
について説明したが、他の磁場検出素子であってもよ
い。
について説明したが、他の磁場検出素子であってもよ
い。
【図１】本発明の一実施形態を示すトルクセンサの断面
図。
図。
【図２】同じく永久磁石の展開図。
【図３】同じく作動を説明する図。
【図４】他の実施形態を示す概略の側面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図。
１ 回転軸・シャフト ２ａ，２ｂ 磁気絶縁シート ３ａ，３ｂ 磁石・永久磁石 ４ コラム ５ａ，５ｂ ホール素子（磁場検出手段） ６ 比較演算器 ７ 取付けリング ８ 磁石テープ
Claims (6)
- 【請求項１】 シャフトと、 前記シャフトの軸方向に隔たった二つの位置の外周に夫
々取付けられ、円周方向位置の変化につれて放射磁場が
変化する２個の磁石と、 前記磁石と対面して配置され、磁石からの放射磁場を検
出する磁場検出手段とからなることを特徴とするトルク
センサ。 - 【請求項２】 前記シャフトは、軸方向に隔たった前記
磁石が取付けられた二つの位置の間に小径となったトー
ション部を有することを特徴とする請求項１に記載のト
ルクセンサ。 - 【請求項３】 前記磁石は、筒状をなし円周方向位置の
変化につれてシャフトの軸方向の幅が最小幅から最大幅
まで徐々に変化するものであることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載のトルクセンサ。 - 【請求項４】 前記磁石は、テープ状をなし円周方向位
置の変化につれて半径方向位置が最小高さから最大高さ
まで徐々に変化するものであることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載のトルクセンサ。 - 【請求項５】 前記磁場検出手段は、ホール素子で構成
されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいず
れか一つに記載のトルクセンサ。 - 【請求項６】 シャフトと、 前記シャフトの軸方向に隔たった二つの位置の外周に夫
々取付けられ、円周方向位置の変化につれて放射磁場が
変化する２個の磁石と、 前記磁石と対面して配置され、磁石からの放射磁場を検
出する磁場検出手段と、前記磁場検出手段よりの信号を
比較し、シャフトに加わるトルクを演算する演算器とか
らなることを特徴とするトルクセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000253612A JP2002062201A (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000253612A JP2002062201A (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | トルクセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002062201A true JP2002062201A (ja) | 2002-02-28 |
Family
ID=18742676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000253612A Pending JP2002062201A (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002062201A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009078792A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Denso Corp | 車両用操舵装置 |
| JP2010190834A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Nsk Ltd | トルクセンサ及びパワーステアリング装置 |
| EP2612792A1 (en) | 2012-01-06 | 2013-07-10 | Combi Corporation | Child car seat |
-
2000
- 2000-08-24 JP JP2000253612A patent/JP2002062201A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009078792A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Denso Corp | 車両用操舵装置 |
| JP2010190834A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Nsk Ltd | トルクセンサ及びパワーステアリング装置 |
| EP2612792A1 (en) | 2012-01-06 | 2013-07-10 | Combi Corporation | Child car seat |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0888529B1 (en) | Magnetoelastic torque sensor with shielding flux guide | |
| EP1070237B1 (en) | Magnetic force sensor and method for its manufacture | |
| JP5551408B2 (ja) | 回転角度検出装置 | |
| US6858956B2 (en) | Magnetic pole position detector for rotor | |
| JP2004020527A (ja) | トルクセンサ | |
| JP2017015696A (ja) | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 | |
| EP1037029A2 (en) | Torque sensing apparatus | |
| JP2008268097A (ja) | トルクセンサ | |
| JP2001124640A (ja) | トルク検出装置 | |
| CN109075688B (zh) | 旋转电机 | |
| JP2002062201A (ja) | トルクセンサ | |
| JP2005525573A (ja) | 軸トルク測定のための渦電流センサ装置 | |
| KR20100092243A (ko) | 토크센서 | |
| JP2009020064A (ja) | トルク検出器及び電動パワーステアリング装置 | |
| JP2018173294A (ja) | トルクセンサ | |
| JP2009229314A (ja) | 回転角度検出装置 | |
| JP2008215942A (ja) | トルクセンサ及び電動式パワーステアリング装置 | |
| CN112438014A (zh) | 马达 | |
| JP2003315092A (ja) | 回転角センサとトルクセンサ | |
| JP3458771B2 (ja) | トルクセンサ | |
| JP5424472B2 (ja) | トルクセンサ | |
| JP2010091506A (ja) | トルクセンサ | |
| JP3387337B2 (ja) | トルクセンサ | |
| JP2566617B2 (ja) | 軸の回転数の検出装置 | |
| JP5129715B2 (ja) | トルクセンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070808 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070814 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071009 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071106 |