JP2002310819A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
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- shaft
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- Pending
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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、第二リング2,3
の各端面2c,3cのそれぞれに軸方向から対峙して固
定される磁気回路構成部10と、磁気回路構成部10の
対向する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磁気回路構成部10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、第二リングのそれぞれに軸方向に対峙して第一、
第二リングとはその回転方向に相対変位可能に支持され
る磁気回路構成部と、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。
回路構成部が第一、第二リングの端部に対峙するL字型
の磁石からなることを特徴とするものとした。
いて、第一リングと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。
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、磁気回路構成部の
磁場が変化する。したがって、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、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。
て磁気回路構成部が形成され、装置のコンパクト化がは
かれる。
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。
一、第二リングを通る磁束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
のに伴って磁気回路構成部の磁場が強くなる。逆に、各
対向端面が対峙する面積が減るのに伴って磁気回路構成
部の磁場が弱くなる。磁束密度検出手段はこの磁場の変
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。
一、第二リングを通る磁束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磁気回
路構成部の磁場が強くなる。逆に、各傾斜面の間隔が大
きくなるのに伴って磁気回路構成部の磁場が弱くなる。
磁束密度検出手段はこの磁場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。
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L字型磁石11と、第二リング3の端
面3cにわずかな隙間8を持って対峙するL字型磁石1
2とが設けられる。この各L字型磁石11,12は第
一、第二リング2,3の各端面2c,3cのそれぞれに
軸方向から対峙して固定される磁気回路構成部10を構
成する。各L字型磁石11,12はシャフト1および第
一、第二リング2,3と非接触で設けられ、図示しない
車体側に固定される。
端面11a,12aを有し、この端面11a,12aが
S極とN極になる。本実施の形態では、各L字型磁石1
1,12は永久磁石によって一体的に形成されるが、こ
れに限らずL字型の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。また、磁気回路
構成部10を構成する各L字型磁石11,12の一方を
永久磁石によって形成し、他方を磁性材のみによって形
成してもよい。
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、磁気回路構成部10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,3
aに開口する切り欠き2b,3bが磁場変化手段を構成
する。
端面11a,12a間にホール素子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、磁
気回路構成部10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。
2,3を通る磁束は各対向端面2a,3aが対峙する面
積に応じて変化し、各対向端面2a,3aが対峙する面
積が増えるのに伴って磁気回路構成部10の磁場が強く
なり、逆に、各対向端面2a,3aが対峙する面積が減
るのに伴って磁気回路構成部10の磁場が弱くなる。ホ
ール素子5はこの磁場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、車体に固定された磁気回路構成部10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。
グ2,3の端面2c,3cにわずかな隙間7,8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。
二リング2,3を通る磁束は各傾斜面2d,3dの間隔
に応じて変化する。各傾斜面2d,3dの間隔が小さく
なるのに伴って磁気回路構成部10の磁場が強くなる。
逆に、各傾斜面2d,3dの間隔が大きくなるのに伴っ
て磁気回路構成部10の磁場が弱くなる。ホール素子5
はこの磁場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、第二リングのそれぞれに軸方向に対峙して第一、
第二リングとはその回転方向に相対変位可能に支持され
る磁気回路構成部と、 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
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】前記磁気回路構成部が前記第一、第二リン
グの端部に対峙するL字型の磁石からなることを特徴と
する請求項1に記載のトルクセンサ。 - 【請求項3】前記第一リングと前記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)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001115085A JP2002310819A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001115085A JP2002310819A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | トルクセンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002310819A true JP2002310819A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18966043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2001115085A Pending JP2002310819A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | トルクセンサ |
Country Status (1)
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- 2001-04-13 JP JP2001115085A patent/JP2002310819A/ja active Pending
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