JP2002310818A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
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- rings
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Abstract
価なトルクセンサを提供する。 【解決手段】 トルクセンサとして、ねじりトルクが加
わるシャフト1と、シャフト1に同軸上に取り付けられ
シャフト1がねじれるのに伴って相対回転位置が変化す
る第一、第二リング2,3と、第一リング2に対峙して
同軸上に配置されるC字形のリング状磁石(リング状磁
気回路構成部)4と、リング状磁石4の磁極間の磁束を
検出するホール素子(磁束密度検出手段)5と、第一、
第二リング2,3が相対回転位置が変化するのに伴って
リング状磁石4の磁場を変化させる磁場変化手段とを備
える。
Description
ルクを検出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。
クセンサは、歪みゲージ式トルクセンサが一般的に用い
られている。この歪みゲージ式トルクセンサはステアリ
ングシャフトに貼り付けた歪みゲージの抵抗値の変化に
よりステアリングシャフトのねじりトルクを計測するも
のである。
うな従来のトルクセンサにあっては、トルクセンサおよ
び配線がステアリングシャフトと一緒に回転するため、
トルクセンサから延びる信号線をステアリングシャフト
に巻き付けて配設しなければならず、配線の絡み等を防
止することが難しいという問題点があった。
発生する構造体を非接触構造とするトルクセンサがあ
り、これは上記配線の問題を解消できる。しかし、この
トルクセンサはコイルを用いることで、信号処理回路が
複雑化し、製品のコストアップを招くという問題点があ
った。
のであり、シャフトに対して非接触で設けられ、かつ安
価なトルクセンサを提供することを目的とする。
ンサとして、ねじりトルクが加わるシャフトと、シャフ
トに対して同軸上に取り付けられシャフトがねじれるの
に伴って相対回転位置が変化する第一、第二リングと、
第一リングに対峙して同軸上に配置され第一リングとは
第一リングの回転方向に相対変位自由に支持されるリン
グ状磁気回路構成部と、リング状磁気回路構成部の対向
する磁極間の磁束を検出する磁束密度検出手段と、第
一、第二リングが相対回転位置が変化するのに伴ってリ
ング状磁気回路構成部の磁場を変化させる磁場変化手段
とを備えたことを特徴とするものとした。
リングとリング状磁気回路構成部の端面との間に隙間を
設けたことを特徴とするものとした。
いて、第一リングとリング状磁気回路構成部の端面との
間に隙間を設けたことを特徴とするものとした。
つの発明において、磁場変化手段として、第一、第二リ
ングに互いに略平行に対峙する対向端面を形成するとと
もに、各対向端面に開口する切り欠きを形成し、第一、
第二リングが相対回転位置が変化するのに伴って各対向
端面の対峙する面積が変化する構成としたことを特徴と
するものとした。
一、第二リングの各対向端面の間に隙間を設けたことを
特徴とするものとした。
つの発明において、磁場変化手段として、第一、第二リ
ングに互いに略平行に対峙する傾斜面を形成し、第一、
第二リングが相対回転位置が変化するのに伴って各傾斜
面の間隔が変化する構成としたことを特徴とするものと
した。
状磁気回路構成部のN極からS極に向かう磁束は磁極間
の磁束と、磁極間を迂回して第一、第二リング等を通る
洩れ磁束がある。シャフトにねじりトルクが加えられて
ねじれると、第一、第二リングが相対回転し、リング状
磁気回路構成部の磁場が変化する。したがって、リング
状磁気回路構成部の対向する磁極間の磁束密度を計測す
ることにより、シャフトに加わるねじりトルクを検出す
ることができる。
リングが回転するが、リング状磁気回路構成部および磁
束密度検出手段は回転しないように固定することが可能
となり、磁束密度検出手段から延びる信号線が絡まる心
配がない。
成部のN極からS極に向かう磁束は磁極間の磁束と、磁
極間を迂回して第一、第二リング等を通る洩れ磁束があ
る。シャフトにねじりトルクが加えられてねじれると、
第一、第二リングが相対回転し、リング状磁石の磁場が
変化する。
成部は第一リングの端面に隙間を持って対峙しているの
で、両者の摩耗が回避され、耐久性を確保できる。
成部の第一、第二リング等を通る洩れ磁束の分布は各対
向端面が対峙する面積に応じて変化する。各対向端面が
対峙する面積が増えるのに伴って洩れ磁束が増え、その
分だけ磁極間の磁束が減る。逆に、各対向端面が対峙す
る面積が減るのに伴って洩れ磁束が減り、その分だけ磁
極間の磁束が増える。磁束密度検出手段はこの磁束分布
の変化に応じた信号を出力し、この出力に応じてシャフ
トに加わるねじりトルクを検出することができる。
各対向端面は隙間を持って対峙しているので、両者の摩
耗が回避され、耐久性を確保できる。
成部の磁束の分布は各傾斜面の間隔に応じて変化する。
各傾斜面の間隔が小さくなるのに伴って洩れ磁束が増
え、その分だけ磁極間の磁束が減る。逆に、各傾斜面の
間隔が大きくなるのに伴って洩れ磁束が減り、その分だ
け磁極間の磁束が増える。ホール素子はこの磁束分布の
変化に応じた信号を出力し、この出力に応じてシャフト
に加わるねじりトルクを検出することができる。磁束密
度検出手段はこの磁束分布の変化に応じた電圧を信号と
して出力するので、この出力に応じてシャフトに加わる
ねじりトルクを検出することができる。
図面に基づいて説明する。
ングシャフト(以下シャフトという)を示し、その一端
がステアリングホイールに連結され、他端が図示しない
ステアリングギヤに連結され、操舵力を車輪に伝えるも
のである。このシャフト1の途中には部分的に縮径した
トーションバー部が形成され、このトーションバー部に
よって加えられる回転トルクに対するねじり歪みが拡大
される。シャフト1はトーションバー部を挟んで入力側
1aと出力側1bの部位を有する。
二リング3がそれぞれ同軸上に取り付けられる。第一、
第二リング2,3はトーションバー部を挟んでシャフト
1の入力側1aと出力側1bにそれぞれ固定される。
性材により円筒状に形成され、互いにわずかな隙間6を
持って略平行に対峙する対向端面2a,3aを有する。
各対向端面2a,3aには複数の切り欠き2b,3bが
所定の間隔で開口している。第一、第二リング2,3は
シャフト1のねじれに伴って相対回転位置が変化するこ
とにより、対向端面2a,3aが対峙する面積が変化す
るようになっている。
を持って対峙するリング状磁気回路構成部として、C字
形のリング状磁石4が設けられる。リング状磁石4はシ
ャフト1および第一リング2と非接触で設けられ、図示
しない車体側に固定される。リング状磁石4は第一リン
グ2およびシャフト1と同軸上に配置される。
端面4a,4bを有し、この端面4a,4bがN極とS
極になる。本実施の形態では、リング状磁気回路構成部
として、リング状磁石4がC字形の永久磁石によって一
体的に形成されているが、これに限らずリング状部材を
磁性材で形成し、その途中または端部に永久磁石を介装
してもよい。
変化するのに伴って各対向端面2a,3aが対峙する面
積が変化し、リング状磁石4の磁場が変化する。つま
り、この対向端面2a,3aと、各対向端面2a,3a
に開口する切り欠き2b,3bが磁場変化手段を構成す
る。
にホール素子5が介装される。このホール素子5は磁束
密度検出手段として設けられ、リング状磁石4のN極と
S極間の磁束密度に応じた電圧を信号として図示しない
電線を介して出力する。
態につき、次に作用を説明する。
ャフト1のトーションバー部がねじれると、第一、第二
リング2,3が相対回転し、第一、第二リング2,3の
対向端面2a,3aが対峙する面積が変化し、ホール素
子5を通る磁束密度が変化する。
向かう磁束はホール素子5を通る磁極間の磁束と、ホー
ル素子5を迂回して第一、第二リング2,3等を通る洩
れ磁束がある。この磁束の分布は各対向端面2a,3a
が対峙する面積に応じて変化する。すなわち、各対向端
面2a,3aが対峙する面積が増えるのに伴って洩れ磁
束が増え、その分だけ磁極間の磁束が減る。逆に、各対
向端面2a,3aが対峙する面積が減るのに伴って洩れ
磁束が減り、その分だけ磁極間の磁束が増える。ホール
素子5はこの磁束分布の変化に応じた電圧を信号として
出力するので、この出力に応じてシャフト1に加わるね
じりトルクを検出することができる。
フト1が回転するのに伴って第一、第二リング2,3が
回転するが、車体に固定されたリング状磁石4およびホ
ール素子5は回転しないので、ホール素子5から延びる
信号線が絡まる心配がない。
にわずかな隙間7を持って対峙しているので、両者の摩
耗が回避され、耐久性を確保できる。
a,3aはわずかな隙間6を持って対峙しているので、
両者の摩耗が回避され、耐久性を確保できる。
る。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を
付す。
2,3に互いに略平行に対峙する傾斜面2d,3dを形
成し、第一、第二リング2,3が相対回転位置が変化す
るのに伴って各傾斜面2d,3dの間隔が変化する構成
とする。各傾斜面2d,3dは螺旋状に延び、周方向に
ついて略一定の間隔を持っている。
各傾斜面2d,3dの間隔に応じて変化する。すなわ
ち、各傾斜面2d,3dの間隔が小さくなるのに伴って
洩れ磁束が増え、その分だけ磁極間の磁束が減る。逆
に、各傾斜面2d,3dの間隔が大きくなるのに伴って
洩れ磁束が減り、その分だけ磁極間の磁束が増える。ホ
ール素子5はこの磁束分布の変化に応じた電圧を信号と
して出力するので、この出力に応じてシャフト1に加わ
るねじりトルクを検出することができる。
に、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がな
しうることは明白である。
図。
Claims (6)
- 【請求項1】ねじりトルクが加わるシャフトと、 シャフトに対して同軸上に取り付けられシャフトがねじ
れるのに伴って相対回転位置が変化する第一、第二リン
グと、 第一リングに対峙して同軸上に配置され第一リングとは
第一リングの回転方向に相対変位自由に支持されるリン
グ状磁気回路構成部と、 リング状磁気回路構成部の対向する磁極間の磁束を検出
する磁束密度検出手段と、 第一、第二リングが相対回転位置が変化するのに伴って
リング状磁気回路構成部の磁場を変化させる磁場変化手
段とを備えたことを特徴とするトルクセンサ。 - 【請求項2】前記リング状磁気回路構成部をC字形のリ
ング状磁石によって構成した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】前記第一リングと前記リング状磁気回路構
成部の端面との間に隙間を設けたことを特徴とする請求
項1または2に記載のトルクセンサ。 - 【請求項4】前記磁場変化手段として、前記第一、第二
リングに互いに略平行に対峙する対向端面を形成すると
ともに、各対向端面に開口する切り欠きを形成し、第
一、第二リングが相対回転位置が変化するのに伴って各
対向端面の対峙する面積が変化する構成としたことを特
徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載のトルク
センサ。 - 【請求項5】前記第一、第二リングの前記各対向端面の
間に隙間を設けたことを特徴とする請求項4に記載のト
ルクセンサ。 - 【請求項6】前記磁場変化手段として、前記第一、第二
リングに互いに略平行に対峙する傾斜面を形成し、第
一、第二リングが相対回転位置が変化するのに伴って各
傾斜面の間隔が変化する構成としたことを特徴とする請
求項1から3のいずれか一つに記載のトルクセンサ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001115084A JP4729193B2 (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | トルクセンサ |
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JP2001115084A JP4729193B2 (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | トルクセンサ |
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---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010257638A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Alps Electric Co Ltd | スイッチ装置 |
KR101287142B1 (ko) | 2012-09-17 | 2013-07-17 | 하이드로텍(주) | 차량의 파워 조향장치용 토오크 센서장치 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5536354A (en) * | 1978-09-07 | 1980-03-13 | Teijin Ltd | Production of easily dyeable polyester fiber |
JPH02162211A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-21 | Copal Co Ltd | 相対変位検出装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5536354U (ja) * | 1978-08-30 | 1980-03-08 |
-
2001
- 2001-04-13 JP JP2001115084A patent/JP4729193B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2010257638A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Alps Electric Co Ltd | スイッチ装置 |
KR101287142B1 (ko) | 2012-09-17 | 2013-07-17 | 하이드로텍(주) | 차량의 파워 조향장치용 토오크 센서장치 |
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