JP2003106913A - Torque detector - Google Patents

Torque detector

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JP2003106913A
JP2003106913A JP2001304509A JP2001304509A JP2003106913A JP 2003106913 A JP2003106913 A JP 2003106913A JP 2001304509 A JP2001304509 A JP 2001304509A JP 2001304509 A JP2001304509 A JP 2001304509A JP 2003106913 A JP2003106913 A JP 2003106913A
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JP
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torque
transmission shaft
alternating current
detection
torque transmission
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JP2001304509A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Hashimoto
利夫 橋本
Chiaki Gohara
千明 郷原
Masayuki Hamazaki
将行 浜崎
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Taiho Kogyo Co Ltd
IRT KK
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
IRT KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 トルク伝達軸の外周面に設けた一対の磁
気異方性部に対応して一対の検出コイル5、6を備えて
いる。各検出コイルに発振器12から交流が印加される
と、各検出コイルはそれぞれを含む回路におけるインピ
ーダンス(Z1、R1、L1:Z2、R2、L2)に応
じた交流を発生させる。各交流は、可変抵抗R1、R2
やトリマーコンデンサCaにより、トルク伝達軸にトル
クが加えられていない場合には同一に調整され、交流差
動増幅回路21の出力は零となる。トルク伝達軸にトル
クが加えられるとそれによってインピーダンスが変化す
るので、各検出コイルに発生された交流に振幅の差が発
生し、上記交流差動増幅回路によりその振幅の差から、
上記トルク伝達軸に加えられたトルクの大小を検出する
ことができる。 【効果】 交流の振幅の差からトルク伝達軸に加えられ
たトルクの大小を検出することができる。
(57) Abstract: A pair of detection coils (5, 6) are provided corresponding to a pair of magnetically anisotropic parts provided on the outer peripheral surface of a torque transmission shaft. When an alternating current is applied to each detection coil from the oscillator 12, each detection coil generates an alternating current according to the impedance (Z1, R1, L1: Z2, R2, L2) in a circuit including the detection coil. Each AC is connected to a variable resistor R1, R2
When the torque is not applied to the torque transmission shaft by the trimmer capacitor Ca, the same adjustment is performed, and the output of the AC differential amplifier circuit 21 becomes zero. When a torque is applied to the torque transmission shaft, the impedance changes accordingly, so that a difference in amplitude occurs between the alternating currents generated in the respective detection coils.
The magnitude of the torque applied to the torque transmission shaft can be detected. [Effect] The magnitude of the torque applied to the torque transmission shaft can be detected from the difference between the AC amplitudes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はトルク検出装置に関
し、より詳しくは、磁歪式のトルク検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque detecting device, and more particularly to a magnetostrictive torque detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、磁歪式のトルク検出装置として、
トルク伝達軸の外周面に設けた一対の磁気異方性部と、
この磁気異方性部に対応して設けられた一対の検出コイ
ルとを備え、この一対の検出コイルにより上記トルク伝
達軸に加えられたトルクの大小を検出するようにしたも
のが知られている(特開平4−299226号公報)。
そしてこの種のトルク検出装置においては、上記トルク
伝達軸にトルクが加えられた際には、該トルク伝達軸に
設けた磁気異方性部における透磁率が変化するので、そ
の変化量からトルク伝達軸に加えられたトルクの大小を
検出するようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a magnetostrictive torque detecting device,
A pair of magnetic anisotropic portions provided on the outer peripheral surface of the torque transmission shaft,
It is known that a pair of detection coils provided corresponding to the magnetic anisotropy portion is provided, and the magnitude of the torque applied to the torque transmission shaft is detected by the pair of detection coils. (JP-A-4-299226).
Further, in this type of torque detection device, when torque is applied to the torque transmission shaft, the magnetic permeability in the magnetic anisotropic portion provided on the torque transmission shaft changes. The magnitude of the torque applied to the shaft is detected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来のトルク検出装置
は、上記透磁率の変化を各検出コイルに流れる交流電流
を直流電流に変換した後、各直流電流の大きさの差を検
出し、その差の大小からトルク伝達軸に加えられたトル
クの大小を検出していた。そしてこの種のトルク検出装
置においては、温度補償を行なう際には3つ以上の磁気
異方性部を設ける必要があることから、装置全体が大型
化するという欠点があった。本発明は、直流電流の大き
さの差ではなく、各検出コイルに発生された交流の振幅
の差からトルクの大小を検出することができる新規な構
成のトルク検出装置を提供するものである。
The conventional torque detecting device detects the difference in the magnitude of each direct current after converting the change in magnetic permeability into the direct current of the alternating current flowing in each detecting coil. The magnitude of the torque applied to the torque transmission shaft was detected from the magnitude of the difference. Further, in this type of torque detection device, it is necessary to provide three or more magnetic anisotropy portions when temperature compensation is performed, so that there is a drawback that the entire device becomes large. The present invention provides a torque detection device having a novel configuration capable of detecting the magnitude of torque based on the difference in the amplitude of the alternating current generated in each detection coil, not the difference in the magnitude of the direct current.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち請求項1の発明
は、トルク伝達軸の外周面に設けた一対の磁気異方性部
と、この磁気異方性部に対応して設けられた一対の検出
コイルとを備え、この一対の検出コイルにより上記トル
ク伝達軸に加えられたトルクの大小を検出するようにし
たトルク検出装置において、上記各検出コイルに交流を
印加する発振器と、各検出コイルに接続された交流差動
増幅回路とを備え、この交流差動増幅回路は、上記各検
出コイルに発生された交流の振幅の差から、上記トルク
伝達軸に加えられたトルクの大小を検出することを特徴
とするものである。また請求項4の発明は、上記請求項
1の発明において、上記交流差動増幅回路と各検出コイ
ルとを接続する2つの接続部のうち、少なくともいずれ
か一方の接続部とグランドとの間に接続したバリキャッ
プと、上記交流差動回路に加えられる交流間の位相差に
応じた電圧を出力する位相検波器とを備え、上記位相検
波器の出力を上記バリキャップに印加してその容量を調
整することにより、上記交流差動回路に加えられる交流
間の位相差が零となるように制御することを特徴とする
ものである。
That is, according to the invention of claim 1, a pair of magnetic anisotropic portions provided on the outer peripheral surface of the torque transmission shaft, and a pair of magnetic anisotropic portions provided corresponding to the magnetic anisotropic portions. In a torque detection device that includes a detection coil and detects the magnitude of the torque applied to the torque transmission shaft by the pair of detection coils, an oscillator that applies an alternating current to each of the detection coils, and each detection coil And a connected AC differential amplifier circuit, which detects the magnitude of the torque applied to the torque transmission shaft from the difference in the amplitude of the AC generated in each of the detection coils. It is characterized by. According to a fourth aspect of the invention, in the invention of the first aspect, between at least one of the two connecting portions connecting the AC differential amplifier circuit and each detection coil to the ground. It comprises a connected varicap and a phase detector that outputs a voltage according to the phase difference between the alternating currents applied to the alternating current differential circuit, and the output of the phase detector is applied to the varicap to reduce its capacitance. By adjusting, the phase difference between the alternating currents applied to the alternating current differential circuit is controlled to be zero.

【0005】上記請求項1の発明によれば、上記発振器
により各検出コイルに交流を印加すれば、各検出コイル
はそれぞれを含む回路におけるインピーダンスに応じた
交流を発生させるようになる。そして、トルク伝達軸に
加えられたトルクが零の場合に各検出コイルに発生され
た交流を同一とすれば、その交流が印加される交流差動
増幅回路の出力を零とすることができる。他方、トルク
伝達軸にトルクが加えられるとそれによってインピーダ
ンスが変化するので、各検出コイルに発生された交流に
振幅の差が発生するようになり、それにより上記交流差
動増幅回路により、上記各検出コイルに発生された交流
の振幅の差から、上記トルク伝達軸に加えられたトルク
の大小を検出することができる。また上記請求項1の発
明において、トルク伝達軸にトルクを加えなくても、温
度が変動して上記交流差動回路に加えられる交流間に位
相差が生じた場合には、それが原因で交流差動増幅回路
に出力が発生するようになるが、請求項4の発明によれ
ば、位相検出器はその位相差に応じた電圧を出力するよ
うになる。そしてこの位相検出器の電圧はバリキャップ
に印加されてその容量が調整されるようになり、このバ
リキャップの容量調整により上記交流差動回路に加えら
れる交流間の位相差が零となるように制御される。した
がってこれにより、温度が変動してもトルクの検出精度
を高精度に維持することができる。
According to the first aspect of the present invention, when an alternating current is applied to each detection coil by the oscillator, each detection coil generates an alternating current according to the impedance of the circuit including the detection coil. When the torque applied to the torque transmission shaft is zero, if the alternating current generated in each detection coil is the same, the output of the alternating current differential amplifier circuit to which the alternating current is applied can be zero. On the other hand, when torque is applied to the torque transmission shaft, the impedance changes accordingly, so that an amplitude difference occurs in the alternating current generated in each detection coil. The magnitude of the torque applied to the torque transmission shaft can be detected from the difference in the amplitude of the alternating current generated in the detection coil. Further, in the invention of the above-mentioned claim 1, even if the torque is not applied to the torque transmission shaft, if the temperature changes and a phase difference occurs between the alternating currents applied to the alternating current differential circuit, it causes the alternating current. Although the output is generated in the differential amplifier circuit, according to the invention of claim 4, the phase detector outputs the voltage according to the phase difference. The voltage of this phase detector is applied to the varicap so that its capacitance is adjusted, and the capacitance of this varicap is adjusted so that the phase difference between the alternating currents applied to the alternating current differential circuit becomes zero. Controlled. Therefore, this makes it possible to maintain the torque detection accuracy with high accuracy even if the temperature changes.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下図示実施例について本発明を
説明すると、図1において、トルク伝達軸1は概略筒状
のハウジング2に回転自在に軸支してあり、このトルク
伝達軸1の外周面に一対の磁気異方性部3、4を形成し
てある。一方の磁気異方性部3は、トルク伝達軸1の軸
方向に対して45度傾斜させた溝を互いに平行となるよ
うに円周方向に多数形成することにより構成してあり、
他方の磁気異方性部4は、上記一方の磁気異方性部3の
溝とは逆の方向に45度傾斜させた溝を互いに平行とな
るように円周方向に多数形成することにより構成してあ
る。上記各磁気異方性部3、4の周囲にはそれぞれを囲
繞する検出コイル5、6を設けてあり、各検出コイル
5、6はそれぞれ樹脂ヨーク7、8を介してハウジング
2の内周面に固定してある。また、上記ハウジング2に
は基板9を固定してあり、この基板9に図2に示す回路
を設けてある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings. In FIG. A pair of magnetic anisotropic portions 3 and 4 are formed on the surface. The one magnetic anisotropy portion 3 is configured by forming a large number of grooves inclined in the axial direction of the torque transmission shaft 1 by 45 degrees in the circumferential direction so as to be parallel to each other.
The other magnetic anisotropy part 4 is formed by forming a large number of grooves inclined in the opposite direction to the grooves of the one magnetic anisotropy part 3 in the circumferential direction so as to be parallel to each other by 45 degrees. I am doing it. Detection coils 5 and 6 surrounding the magnetic anisotropic portions 3 and 4 are provided so as to surround the magnetic anisotropic portions 3 and 4. The detection coils 5 and 6 are provided with resin yokes 7 and 8 on the inner peripheral surface of the housing 2. It is fixed to. A board 9 is fixed to the housing 2, and the circuit shown in FIG. 2 is provided on the board 9.

【0007】図2において、上記各検出コイル5、6の
一端は、各検出コイル5、6に交流(正弦波)を印加す
る発振器12にバッファアンプ13を介して接続してあ
り、また各検出コイル5、6の他端はそれぞれ直列に接
続した可変抵抗器R3、R4を介して接地してある。上
記各検出コイル5、6を含む回路はそれぞれインピーダ
ンスを持っており、そのインダクタンス成分をL1、L
2で、抵抗成分をR1、R2で、その他の成分をZ1、
Z2でそれぞれ示してある。上記各検出コイル5、6に
おける発振器12側の端子には、それぞれ交流差動増幅
回路21を構成する交流差動アンプ22の一次側を接続
してある。上記各検出コイル5、6は、上記発振器12
によって交流が印加されるとそれぞれ交流を発生するよ
うになるが、上記交流差動アンプ22は、各検出コイル
5、6から入力される交流が同一である場合には出力が
零となり、両者に差がある場合にはその差の大きさに応
じた出力を出力することができるようになっている。
In FIG. 2, one end of each of the detection coils 5 and 6 is connected via a buffer amplifier 13 to an oscillator 12 that applies an alternating current (sine wave) to each of the detection coils 5 and 6, and each detection coil is detected. The other ends of the coils 5 and 6 are grounded via variable resistors R3 and R4 connected in series, respectively. The circuit including each of the detection coils 5 and 6 has impedance, and its inductance component is L1 and L.
2, the resistance component is R1, R2, the other components are Z1,
Each is represented by Z2. The terminals on the oscillator 12 side of each of the detection coils 5 and 6 are connected to the primary side of an AC differential amplifier 22 that constitutes an AC differential amplifier circuit 21, respectively. The detection coils 5 and 6 have the oscillator 12
When an alternating current is applied to each of the detecting coils 5 and 6, the alternating current differential amplifier 22 outputs zero when the alternating currents input from the detection coils 5 and 6 are the same. When there is a difference, it is possible to output an output according to the magnitude of the difference.

【0008】上記各検出コイル5、6を含む回路は、例
えば検出コイル5、6の内部抵抗とかリアクタンスのば
らつきを含んでいるので、上記トルク伝達軸1にトルク
が加えられていない状態であっても、各検出コイル5、
6から交流差動アンプ22に入力される交流波形は一般
に同一とはならない。このため、上記トルク伝達軸1に
トルクが加えられていない状態では、上記各検出コイル
5、6から交流差動アンプ22に入力される交流の振幅
が同一となるように調整するために、上述した可変抵抗
R3、R4を設けている。また、各検出コイル5、6か
ら交流差動アンプ22に入力される交流の位相が同一と
なるように調整するために、トリマーコンデンサCaと
バリキャップCv及びコンデンサCbを設けている。上
記トリマーコンデンサCaは、交流差動アンプ22の一
方の入力端とグランドとの間に設けてあり、他方のバリ
キャップCvとコンデンサCbは直列に接続した状態
で、交流差動アンプ22の他方の入力端とグランドとの
間に設けてある。上記トルク伝達軸1にトルクが加えら
れていない状態で交流差動アンプ22の出力が零となる
ように調整するために、従来公知のLCRメータで精密
測定しながら、各検出コイル5、6を含む回路のインピ
ーダンスバランスを取ればよい。より具体的には可変抵
抗R3、R4を調整することによって、上記各検出コイ
ル5、6から交流差動アンプ22に入力される交流の振
幅が同一となるように調整することができ、またトリマ
ーコンデンサCaを調整することによって、上記各検出
コイル5、6から交流差動アンプ22に入力される交流
の位相が同一となるように調整することができる。な
お、可変抵抗R3、R4のいずれか一方は固定抵抗でも
よく、また直列に接続したバリキャップCvとコンデン
サCbは後述する温度補償のために必要なものであっ
て、温度補償を必要としない場合にはバリキャップCv
を省略することができる。さらに必要に応じて、交流の
位相が同一となるように調整するために、トリマーコン
デンサCaの代わりにコイルを用いてもよい。
The circuit including the detection coils 5 and 6 includes, for example, variations in the internal resistance and reactance of the detection coils 5 and 6, so that no torque is applied to the torque transmission shaft 1. Each detection coil 5,
Generally, the AC waveforms input from the AC differential amplifier 22 to the AC differential amplifier 22 are not the same. Therefore, in the state where no torque is applied to the torque transmission shaft 1, the amplitude of the alternating current input from the detection coils 5 and 6 to the alternating current differential amplifier 22 is adjusted to be the same. The variable resistors R3 and R4 are provided. A trimmer capacitor Ca, a varicap Cv, and a capacitor Cb are provided in order to adjust the phases of the alternating currents input to the alternating-current differential amplifier 22 from the detection coils 5 and 6 to be the same. The trimmer capacitor Ca is provided between one input end of the AC differential amplifier 22 and the ground, and the other varicap Cv and the capacitor Cb are connected in series, and the other of the AC differential amplifier 22 is connected. It is provided between the input end and the ground. In order to adjust the output of the AC differential amplifier 22 to zero when no torque is applied to the torque transmission shaft 1, the respective detection coils 5 and 6 are precisely measured with a conventionally known LCR meter. The impedance of the circuit including it should be balanced. More specifically, by adjusting the variable resistors R3 and R4, it is possible to adjust the amplitudes of the alternating currents input to the alternating current differential amplifier 22 from the detection coils 5 and 6 to be the same, and the trimmer is also provided. By adjusting the capacitor Ca, it is possible to adjust the phases of the alternating currents input from the detection coils 5 and 6 to the alternating current differential amplifier 22 to be the same. Note that either one of the variable resistors R3 and R4 may be a fixed resistor, and the varicap Cv and the capacitor Cb connected in series are necessary for temperature compensation described later, and when temperature compensation is not required. Varicap Cv
Can be omitted. Further, if necessary, a coil may be used instead of the trimmer capacitor Ca in order to adjust the AC phases to be the same.

【0009】このように、各検出コイル5、6を含む回
路のインピーダンスが等しくなるように調整すれば、ト
ルク伝達軸1にトルクが加えられていない状態におい
て、交流差動アンプ22の出力を零とすることができ
る。他方、この状態において、上記トルク伝達軸1にト
ルクが加えられて該トルク伝達軸1が一方向にねじられ
ると、互いに逆方向に傾斜された多数の溝からなる磁気
異方性部3、4のいずれか一方に圧縮力が、他方に引張
り力がそれぞれ作用するようになるので、それぞれの部
分で透磁率が増減するようになる。その結果、一方の検
出コイル5又は6を含む回路のインピーダンスが増大し
て交流の振幅が増大するとともに、他方のインピーダン
スが減少して交流の振幅が減少する。これにより、各検
出コイル5、6から交流差動アンプ22に入力される交
流の振幅に、上記トルクの大きさに応じた差が発生する
ので、該交流差動アンプ22はその差に応じた大きさの
出力を発生するようになる。そしてこの交流差動アンプ
22の出力は、カップリングコンデンサC1で直流成分
がカットされてから直流アンプ23に加えられ、その後
ダイオードDiとコンデンサC2で検波された後、標準
電圧VREFとの差分を出力する直流アンプ24から例
えば+の検出信号として出力されるようになる。上記ト
ルク伝達軸1に逆方向のトルクが加えられた際には、透
磁率の増減が上述した場合とは逆となるので交流の振幅
の増減も逆となり、この場合には上記直流アンプ24か
ら上記標準電圧VREFに対して−の検出信号として出
力されるようになる。このように、上記交流差動増幅回
路22は、上記トルク伝達軸1に加えられたトルクの大
小と方向とに応じた出力を出力することができる。
As described above, if the impedance of the circuit including the detection coils 5 and 6 is adjusted to be equal to each other, the output of the AC differential amplifier 22 will be zero when the torque is not applied to the torque transmission shaft 1. Can be On the other hand, in this state, when torque is applied to the torque transmission shaft 1 and the torque transmission shaft 1 is twisted in one direction, the magnetic anisotropy portions 3, 4 composed of a plurality of grooves inclined in opposite directions to each other. Since the compressive force acts on one of the two and the tensile force acts on the other, the magnetic permeability increases or decreases in each portion. As a result, the impedance of the circuit including the one detection coil 5 or 6 increases and the amplitude of the alternating current increases, while the impedance of the other decreases and the amplitude of the alternating current decreases. As a result, a difference according to the magnitude of the torque occurs in the amplitude of the alternating current input from the detection coils 5 and 6 to the alternating current differential amplifier 22, and the alternating current differential amplifier 22 responds to the difference. It will produce a large output. The output of the AC differential amplifier 22 is added to the DC amplifier 23 after the DC component is cut by the coupling capacitor C1 and then detected by the diode Di and the capacitor C2, and then the difference between the standard voltage V REF and For example, the output DC signal is output as a + detection signal. When a torque in the opposite direction is applied to the torque transmission shaft 1, the increase / decrease in the magnetic permeability is opposite to that in the case described above, so the increase / decrease in the amplitude of the alternating current is also opposite. The signal is outputted as a negative detection signal with respect to the standard voltage VREF . As described above, the AC differential amplifier circuit 22 can output an output according to the magnitude and direction of the torque applied to the torque transmission shaft 1.

【0010】ところで、上述したようにトリマーコンデ
ンサCaによって交流差動アンプ22に入力される交流
の位相が同一となるように調整することができる。調整
後の位相は、その調整時の温度が保たれていれば同一の
状態に維持することができるが、周囲の温度が変化する
とそれによって位相がずれるようになる。上記交流差動
アンプ22に入力される交流の位相がずれると、トルク
伝達軸1にトルクが加えられていなくても該交流差動ア
ンプ22に位相のずれに伴って出力が発生してしまうの
で、トルクの検出精度が低下することになる。このよう
な問題点を解決するために、図2に示すように、温度補
償回路を設けている。この温度補償回路は従来公知の位
相検波器32を備えており、この位相検波器32は上記
交流差動アンプ22に加えられる交流間の位相差Δφを
検出し、図3に示すように、その位相差Δφの大きさと
ずれの方向とに応じた電圧を出力することができるよう
になっている。このとき、位相検波器32は、入力され
る正弦波が同じ振幅で、同じ周波数をもち、位相のみが
異なる場合には、下記の式で示されるように、出力には
DC成分と2倍の正弦波が出力されるようになる。 {Asin(ωt+θ)}×{Asin(ωt+
θ)}=Ksin(2ωt+θ)+K この式のうち、DC成分のKを位相検波器32の位相
検出出力として利用することができる。上記位相検波器
32の出力は、DCアンプ33で増幅されてからローパ
スフィルタLPFに入力され、ここで上記2倍の周波数
成分を抑圧してDC成分のみにしてから、上記バリキャ
ップCvに注入されるようになる。このバリキャップC
vは、図4で示すような特性を有しており、印加電圧が
高くなると容量が小さくなる。
By the way, as described above, the trimmer condenser
AC input to the AC differential amplifier 22 by the sensor Ca
Can be adjusted to have the same phase. Adjustment
The latter phase is the same if the temperature at the time of adjustment is maintained.
Can be maintained in a state, but the ambient temperature changes
And it causes the phase to shift. AC differential above
If the phase of the alternating current input to the amplifier 22 shifts, the torque
Even if no torque is applied to the transmission shaft 1, the AC differential
Output is generated at the pump 22 due to the phase shift.
Therefore, the accuracy of torque detection is reduced. like this
In order to solve these problems, as shown in Fig. 2, temperature compensation
A compensation circuit is provided. This temperature compensating circuit is well known in the art.
The phase detector 32 is provided with the phase detector 32.
The phase difference Δφ between alternating currents applied to the alternating current differential amplifier 22
Detected, and as shown in FIG.
To be able to output the voltage according to the direction of deviation
It has become. At this time, the phase detector 32 is input.
Sinusoids have the same amplitude, the same frequency, and only the phase
If they are different, the output will be as shown in the formula below.
The DC component and the double sine wave are output. {Asin (ωt + θ1)} × {Asin (ωt +
θTwo)} = K1sin (2ωt + θ) + KTwo In this equation, the DC component KTwoIs the phase of the phase detector 32
It can be used as a detection output. Above phase detector
The output of 32 is amplified by DC amplifier 33,
Input to the filter LPF, where the frequency doubled
After suppressing the component to make only the DC component,
Will be injected into the Cv. This Varicap C
v has the characteristics shown in FIG. 4, and the applied voltage is
The higher the capacity, the smaller the capacity.

【0011】したがって、例えば、位相検波器32のa
ポートに入力される検出コイル5側の信号が、他方のb
ポートに入力される検出コイル6側の信号よりも位相が
前進している場合には、図3に示すように、位相検波器
32のcポートからは+電圧が発生するようになる。こ
の+電圧は上記DCアンプ33で増幅されてバリキャッ
プCvに注入されるが、この電圧は交流差動アンプ22
に加えられる交流間の位相差Δφが大きくなればなるほ
ど+方向に電位が上昇するから、バリキャップCvの容
量が小さくなる。そしてバリキャップCvの容量が小さ
くなれば、それにより位相検波器32のbポート側の位
相が進むようになるので、aポート側の位相とbポート
側の位相とが同一となるように保たれる。これとは逆
に、位相検波器32のaポートに入力される検出コイル
5側の信号が、他方のbポートに入力される検出コイル
6側の信号よりも位相が遅れている場合には、図3に示
すように、位相検波器32のcポートからは−電圧が発
生するようになる。その結果、バリキャップCvに加え
られる印加電圧が小さくなるので、バリキャップCvの
容量が大きくなる。そしてバリキャップCvの容量が大
きくなると、それにより位相検波器32のaポート側の
位相が進むようになるので、aポート側の位相とbポー
ト側の位相とが同一となるように保たれる。このように
温度補償回路31は、位相検波器32とバリキャップC
vとの組み合わせにより、検出コイル5、6の周囲温度
変化による位相誤差を自動補正して、交流差動アンプ2
2のドリフト発生を防止することができる。
Therefore, for example, a of the phase detector 32
The signal on the detection coil 5 side input to the port is the other b
When the phase is advanced from the signal on the detection coil 6 side input to the port, a + voltage is generated from the c port of the phase detector 32, as shown in FIG. This + voltage is amplified by the DC amplifier 33 and injected into the varicap Cv. This voltage is the AC differential amplifier 22.
The larger the phase difference Δφ between the alternating currents applied to, the higher the potential in the + direction, and the smaller the capacitance of the varicap Cv. If the capacitance of the varicap Cv becomes smaller, the phase on the b port side of the phase detector 32 advances, so that the phase on the a port side and the phase on the b port side are kept the same. Be done. On the contrary, when the signal on the detection coil 5 side input to the a port of the phase detector 32 is delayed in phase from the signal on the detection coil 6 side input to the other b port, As shown in FIG. 3, a negative voltage is generated from the c port of the phase detector 32. As a result, the applied voltage applied to the varicap Cv decreases, and the capacitance of the varicap Cv increases. When the capacitance of the varicap Cv increases, the phase on the a port side of the phase detector 32 advances, so that the phase on the a port side and the phase on the b port side are kept the same. . As described above, the temperature compensation circuit 31 includes the phase detector 32 and the varicap C.
By combining with v, the phase error due to the ambient temperature change of the detection coils 5 and 6 is automatically corrected, and the AC differential amplifier 2
2 can be prevented from occurring.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、各検出
コイルに発生された交流の振幅の差から、トルク伝達軸
に加えられたトルクの大小を検出することができるとい
う効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the effect that the magnitude of the torque applied to the torque transmission shaft can be detected from the difference in the amplitude of the alternating current generated in each detection coil is obtained. To be

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明のトルク検出回路を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing a torque detection circuit of the present invention.

【図3】図2に示す位相検波器32の特性線図。3 is a characteristic diagram of the phase detector 32 shown in FIG.

【図4】図2に示すバリキャップCvの特性線図。4 is a characteristic diagram of the varicap Cv shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トルク伝達軸 3、4 磁気異方性部 5、6 検出コイル 12 発振器 21 交流差動増幅回路 22 交流差動アンプ 32 位相検波器 Ca トリマーコンデンサ R3、R4 可変抵抗 1 Torque transmission shaft 3, 4 Magnetic anisotropy part 5, 6 Detection coil 12 Oscillator 21 AC differential amplifier 22 AC differential amplifier 32 Phase Detector Ca Trimmer Capacitor R3, R4 variable resistance

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 郷原 千明 愛知県豊田市緑ヶ丘3丁目65番地 大豊工 業株式会社内 (72)発明者 浜崎 将行 愛知県豊田市緑ヶ丘3丁目65番地 大豊工 業株式会社内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Chiaki Gohara             3-65 Midorigaoka, Toyota City, Aichi Prefecture             Business (72) Inventor Masayuki Hamasaki             3-65 Midorigaoka, Toyota City, Aichi Prefecture             Business

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トルク伝達軸の外周面に設けた一対の磁
気異方性部と、この磁気異方性部に対応して設けられた
一対の検出コイルとを備え、この一対の検出コイルによ
り上記トルク伝達軸に加えられたトルクの大小を検出す
るようにしたトルク検出装置において、 上記各検出コイルに交流を印加する発振器と、各検出コ
イルに接続された交流差動増幅回路とを備え、この交流
差動増幅回路は、上記各検出コイルに発生された交流の
振幅の差から、上記トルク伝達軸に加えられたトルクの
大小を検出することを特徴とするトルク検出装置。
1. A pair of magnetic anisotropy portions provided on the outer peripheral surface of the torque transmission shaft, and a pair of detection coils provided corresponding to the magnetic anisotropy portions. In a torque detection device configured to detect the magnitude of torque applied to the torque transmission shaft, an oscillator that applies an alternating current to each of the detection coils, and an alternating current differential amplifier circuit connected to each detection coil, The AC differential amplifier circuit detects the magnitude of the torque applied to the torque transmission shaft from the difference in the amplitude of the AC generated in each of the detection coils.
【請求項2】 上記各検出コイルの少なくとも一方に可
変抵抗が直列に接続され、この可変抵抗により、上記ト
ルク伝達軸にトルクが加えられていない状態において、
上記各検出コイルに発生された交流の振幅が同一の大き
さとなるように調整されることを特徴とする請求項1に
記載のトルク検出装置。
2. A variable resistor is connected in series to at least one of the detection coils, and when no torque is applied to the torque transmission shaft by the variable resistor,
The torque detection device according to claim 1, wherein the amplitude of the alternating current generated in each of the detection coils is adjusted to have the same magnitude.
【請求項3】 上記交流差動増幅回路と各検出コイルと
を接続する2つの接続部のうち、少なくともいずれか一
方の接続部とグランドとの間にトリマーコンデンサを設
けてあり、このトリマーコンデンサにより、上記トルク
伝達軸にトルクが加えられていない状態において、上記
各検出コイルに発生された交流の位相差が零となるよう
に調整されることを特徴とする請求項1又は請求項2に
記載のトルク検出装置。
3. A trimmer capacitor is provided between at least one of the two connecting portions connecting the AC differential amplifier circuit and each detection coil and the ground, and the trimmer capacitor is provided. The phase difference of the alternating current generated in each of the detection coils is adjusted to zero when no torque is applied to the torque transmission shaft. Torque detector.
【請求項4】 上記交流差動増幅回路と各検出コイルと
を接続する2つの接続部のうち、少なくともいずれか一
方の接続部とグランドとの間に接続したバリキャップ
と、上記交流差動回路に加えられる交流間の位相差に応
じた電圧を出力する位相検波器とを備え、上記位相検波
器の出力を上記バリキャップに印加してその容量を調整
することにより、上記交流差動回路に加えられる交流間
の位相差が零となるように制御することを特徴とする請
求項1ないし請求項3のいずれかに記載のトルク検出装
置。
4. A varicap connected between at least one of the two connecting portions connecting the AC differential amplifier circuit and each detection coil and the ground, and the AC differential circuit. And a phase detector that outputs a voltage according to the phase difference between the alternating current applied to the AC differential circuit by applying the output of the phase detector to the varicap to adjust its capacity. The torque detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein control is performed so that the phase difference between the applied alternating currents becomes zero.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210074905A1 (en) * 2019-09-10 2021-03-11 Hitachi Metals, Ltd. Magnetostrictive type sensor temperature detecting circuit, magnetostrictive type sensor, and temperature detecting method for magnetostrictive type sensor

Cited By (2)

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US20210074905A1 (en) * 2019-09-10 2021-03-11 Hitachi Metals, Ltd. Magnetostrictive type sensor temperature detecting circuit, magnetostrictive type sensor, and temperature detecting method for magnetostrictive type sensor
US11495733B2 (en) * 2019-09-10 2022-11-08 Hitachi Metals, Ltd. Magnetostrictive type sensor temperature detecting circuit, magnetostrictive type sensor, and temperature detecting method for magnetostrictive type sensor

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