JP2008026210A - Magnetostrictive ring-type torque sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁歪式トルクセンサに係り、更に詳細には、回動軸に働くトルクを非接触で検出する磁歪式トルクセンサのうち、磁歪リング方式のトルクセンサに関する。 The present invention relates to a magnetostrictive torque sensor, and more particularly, to a magnetostrictive ring type torque sensor among magnetostrictive torque sensors that detect a torque acting on a rotating shaft in a non-contact manner.
従来、トルクセンサとして磁歪を利用したセンサの提案がなされているものの、車輌用として実用化されているものはないようである。
車輌のミッションの出力軸トルクをモニターできるようになると、ATの変速ショックに対し、現在行われているような難しい制御を行わなくともよいようになる。また、車輌の総合制御が可能になり、省燃費な車輌の実現に資するため、廉価で小型なトルクセンサの要望は潜在的にあり、研究開発されてきている。
Conventionally, although a sensor using magnetostriction has been proposed as a torque sensor, there seems to be no practical use for a vehicle.
If it becomes possible to monitor the output shaft torque of the vehicle's mission, it is not necessary to perform difficult control as is currently performed for the AT shift shock. In addition, there is a potential demand for an inexpensive and small torque sensor, which has been researched and developed in order to enable comprehensive control of the vehicle and contribute to the realization of a fuel-saving vehicle.
従来の提案に係る磁歪式トルクセンサとして、回動軸に設けた2つの帯状の溝部と、それらを取り囲むコイルを設けたものがあり(例えば、特許文献1及び非特許文献1参照)、このトルクセンサでは、コイルで励磁し、左右溝部の透磁率変化を検出することによりトルクが検出される。
一方、磁歪リングを回動軸に嵌合するタイプの磁歪式トルクセンサも提案されている(例えば、非特許文献2及び3参照)。この磁歪リング式トルクセンサは、磁歪リングを周方向に磁化させておき、回動軸にトルクがかかったときに、回動軸方向に発生する磁界の成分をホール素子等の小さな磁気センサで検出するものである。
しかしながら、かかる従来の磁歪式トルクセンサのうち、コイルを用いる方式のセンサには、コイルを用いるがゆえにスペースを要するという問題がある。
また、コイルに10kHzオーダーの交流電流を流す必要があり、電気的な電力という点では1W弱程度の電力が必要であり、電力的にも問題があった。
However, among the conventional magnetostrictive torque sensors, a sensor using a coil has a problem that a space is required because the coil is used.
In addition, it is necessary to pass an alternating current of the order of 10 kHz to the coil, and in terms of electrical power, power of about 1 W or less is necessary, and there is a problem in terms of power.
一方、磁歪リングを回動軸に嵌合する磁歪式トルクセンサは、小型、省電力の要求を満たすものであるが、回動軸と磁歪リングとが締り嵌めされているため、少し大きなトルクがかかると、回動軸とリングとの間にすべりが発生してしまうという問題がある。
また、磁歪リングには引張の周方向応力(Hoop stress)が働いていて、これにより周方向に1軸の磁気異方性が確保されるが、この部分が良好なセンサ特性にとっては本質的な部分となっている。
On the other hand, the magnetostrictive torque sensor that fits the magnetostrictive ring to the rotating shaft satisfies the requirements of small size and power saving, but since the rotating shaft and the magnetostrictive ring are tightly fitted, a little large torque is applied. In this case, there is a problem that slip occurs between the rotating shaft and the ring.
In addition, a tensile stress in the circumferential direction (Hoop stress) acts on the magnetostrictive ring, and this ensures uniaxial magnetic anisotropy in the circumferential direction. This portion is essential for good sensor characteristics. It has become a part.
しかしながら、かかる磁歪リング方式のトルクセンサにおいては、回動軸が磁性体の場合、漏れ磁束のかなりの部分が回動軸を通るようになるため、感度が著しく劣化するという問題があり、特に回動軸がモータ等の出力軸のときには、出力軸は鋼製であって非磁性体製のものは特殊用途以外にはなく、この問題が顕著である。 However, in such a magnetostrictive ring type torque sensor, when the rotating shaft is a magnetic body, a considerable part of the leakage magnetic flux passes through the rotating shaft, so that there is a problem that the sensitivity is remarkably deteriorated. When the dynamic shaft is an output shaft such as a motor, the output shaft is made of steel and is not made of a non-magnetic material except for special purposes, and this problem is remarkable.
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、センサ感度に優れた磁歪リング式トルクセンサを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object thereof is to provide a magnetostrictive ring type torque sensor excellent in sensor sensitivity.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、磁歪リングに空間部を形成し、磁歪リングと磁性体たる回動軸とを離間させることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above object can be achieved by forming a space in the magnetostrictive ring and separating the magnetostrictive ring and the rotating shaft that is a magnetic body. The headline and the present invention were completed.
即ち、本発明の磁歪リング式トルクセンサは、回動軸と磁歪を有するリング状部材と磁気検出部とを備え、上記磁歪を有するリング状部材が上記回動軸に嵌合しており、
上記磁歪リング状部材は周方向に着磁されており、この磁歪リング状部材に上記磁気検出部が近接配置されており、上記回動軸にトルクがかかったときに、上記磁歪リング状部材からの磁束漏れの大きさを上記磁気検出部にて検出する非接触方式の磁歪リング式トルクセンサにおいて、
上記磁歪リング状部材がその内部に非磁性部を有することを特徴とする。
That is, the magnetostrictive ring type torque sensor of the present invention includes a rotating shaft, a ring-shaped member having magnetostriction, and a magnetic detection unit, and the ring-shaped member having the magnetostriction is fitted to the rotating shaft,
The magnetostrictive ring-shaped member is magnetized in the circumferential direction, and the magnetism detecting portion is disposed close to the magnetostrictive ring-shaped member, and when torque is applied to the rotating shaft, the magnetostrictive ring-shaped member is separated from the magnetostrictive ring-shaped member. In the non-contact type magnetostrictive ring type torque sensor that detects the magnitude of the magnetic flux leakage of the magnetic detection unit,
The magnetostrictive ring-shaped member has a nonmagnetic portion therein.
本発明によれば、磁歪リングに空間部を形成し、磁歪リングと磁性体たる回動軸とを離間させることとしたため、センサ感度に優れるた磁歪リング式トルクセンサを提供することができる。
本発明の磁歪リング式トルクセンサは、鋼製の回動軸を対象とすることができるので、その有用性が飛躍的に向上している。
According to the present invention, since the space portion is formed in the magnetostrictive ring and the magnetostrictive ring and the rotating shaft as the magnetic body are separated from each other, a magnetostrictive ring type torque sensor having excellent sensor sensitivity can be provided.
Since the magnetostrictive ring type torque sensor of the present invention can target a steel rotating shaft, its usefulness is dramatically improved.
以下、本発明につき図面を参照して詳細に説明する。
本発明の内容を明確にすべく、まず、従来技術につき再度説明する。
図13は、特許文献1や非特許文献1に開示されているような交流透磁率差動方式の磁歪式トルクセンサを示す構成図である。
一方、図14は、ガルシェリスの提案している磁歪リング方式のトルク検出装置を示す側面図であり、非特許文献2や非特許文献3に開示されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In order to clarify the contents of the present invention, first, the prior art will be described again.
FIG. 13 is a configuration diagram showing an AC permeability differential type magnetostrictive torque sensor as disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1.
On the other hand, FIG. 14 is a side view showing a magnetostrictive ring type torque detection device proposed by Galcheris, which is disclosed in Non-Patent
図13において、回動軸1Lと1Rに設けられた溝1gは、左(1L)右(1R)でそれぞれ異なる方向に45度傾いて形成されている。回動軸1L、1Rに図示Tのようにトルクが働くと、回動軸1Lの溝部帯(山部)では透磁率が増加し、回動軸1Rでは減少する。トルクが働くと45度方向には引張、圧縮応力が働き、溝が形状異方性を形成しているから、磁歪の逆効果によりいっそうそのようになる(磁歪の値が正である材料について説明している。以下でも同様である)。
In FIG. 13, the
図13に示すセンサでは、溝部1gが軸方向に2ヶ所あること、溝1gを覆うコイル2が設置する必要があることにより、センサの小型化には難がある。また、コイル2には10kHzオーダーの交流電流を流す。数十mAで数ボルトであるから、1W弱の電力を要するので、消費電力が大きいという難もある。
In the sensor shown in FIG. 13, since there are two
一方、図14に示す磁歪リング式トルクセンサでは、磁歪を有するリング3が回動軸1に嵌められている。それにより、リング3には周方向に引張応力(Hoop stress)が働いている。周方向に着磁すると磁化は周方向に向いている。
回動軸1にトルクがかかると、45度方向に引張応力(それと直交して圧縮応力)が作用するので、磁歪の逆効果により、磁化は軸方向に倒される。従って、リング端部には磁極が現われ、漏れ磁束が発生する。よって、ホール素子等のセンサ4を配置しておくと、トルクに相関のある信号が検出される。
On the other hand, in the magnetostrictive ring type torque sensor shown in FIG. 14, a ring 3 having magnetostriction is fitted to the rotating shaft 1. As a result, tensile stress (Hoop stress) acts on the ring 3 in the circumferential direction. When magnetized in the circumferential direction, the magnetization is oriented in the circumferential direction.
When torque is applied to the rotating shaft 1, tensile stress (compressive stress orthogonal to it) acts in the 45 ° direction, so that magnetization is tilted in the axial direction due to the inverse effect of magnetostriction. Accordingly, a magnetic pole appears at the end of the ring, and a leakage magnetic flux is generated. Therefore, if a sensor 4 such as a Hall element is arranged, a signal having a correlation with torque is detected.
かかる磁歪リング式トルクセンサは、図13のトルクセンサと比べると、回動軸方向長さが短くてよいし、検出センサも小さいので、径方向にも小型化が図れる。また、ホール素子も省電力であることから、省電力・小型化が図れるという利点がある。
但し、回動軸1にリング3を締り嵌めするため、両者間にすべりが発生するという難点があり、締め代の大きさをある程度以上確保しないと、良好なセンサ特性が得られず、工法上の容易さに難点がある。
Such a magnetostrictive ring type torque sensor may be shorter in the rotational axis direction than the torque sensor of FIG. 13, and the detection sensor is also small, so that it can be miniaturized in the radial direction. Further, since the Hall element also saves power, there is an advantage that power saving and downsizing can be achieved.
However, since the ring 3 is tightly fitted to the rotating shaft 1, there is a problem that slip occurs between the two, and unless the size of the tightening margin is secured to some extent, good sensor characteristics cannot be obtained, There is a difficulty in the ease of.
また、かかる磁歪リング式トルクセンサにおいては、回動軸が鋼製の場合には、感度が著しく低減してしまうという問題もある。 In addition, such a magnetostrictive ring type torque sensor has a problem that sensitivity is remarkably reduced when the rotating shaft is made of steel.
本発明者らは、このような背景を踏まえて、磁歪リングの構造につき検討したところ、所定構造を採用することにより、センサ感度の確保ができることを見出し、本発明を完成させた。
よって、本発明の磁歪リング式トルクセンサは、基本的に図14に示したような構造を有している。
The inventors of the present invention have studied the structure of the magnetostrictive ring in view of such a background. As a result, they have found that the sensor sensitivity can be ensured by adopting a predetermined structure, and have completed the present invention.
Therefore, the magnetostrictive ring type torque sensor of the present invention basically has a structure as shown in FIG.
なお、本発明の磁歪リング式トルクセンサにおいては、磁歪リングと回動軸がトルク印加に際して滑らないように、締結手段により締結することができる。 The magnetostrictive ring type torque sensor of the present invention can be fastened by fastening means so that the magnetostrictive ring and the rotating shaft do not slip when torque is applied.
以下、本発明を実施例及び参考例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a reference example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
(参考例1)
図1は、長さ13mm、厚さ0.76mmのマルエージング鋼製リング20をφ12.64mmの回動軸10に冷やし嵌めにて嵌合して成る磁歪リング式トルクセンサの一例を示す模式的断面図である。
締め代は55μmとした。リング20は日立金属製のマルエージング鋼であるYAG300を機械加工して作製し、820℃にて1時間固溶化し、次いで、490℃にて5時間時効処理する熱処理を行い、しかる後、回動軸10に冷やし嵌めした。回動軸10はSUS303製ものと、S45C高周波焼き入れのものを用いた。
(Reference Example 1)
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a magnetostrictive ring type torque sensor in which a maraging
The tightening margin was 55 μm. The
そして、軸方向に通電することにより、リング20を周方向に着磁した。通電着磁はピーク電流値が約10000Aのパルス電流で行った。
このようにして、本例の磁歪リング式トルクセンサを作製した。
The
Thus, the magnetostrictive ring type torque sensor of this example was produced.
このトルクセンサにおいて、回動軸10にトルクを印加しながら、リング20の端部から1mmの位置での漏れ磁界をガウスメータにて測定した。ガウスメータの検出部はリング表面から約0.5mmの位置にあり、リング面に対して垂直な成分の磁界を測定した。測定結果を図2に示す。
In this torque sensor, the leakage magnetic field at a position 1 mm from the end of the
図2に示したように、回動軸10の材質が異なっていても、双方ともヒステリシスのない直線性の良い特性が得られている。
但し、SUS303の場合には15Nmのトルクを印加したときに9Gであるのに対し、S45Cの場合は1.5Gであり、感度が1/6に低下していることが分かる。
このように、リングの構造等の条件が同一であっても、回動軸の材質が異なることにより感度の低下が起こるが、この理由は上述の通りである。
As shown in FIG. 2, even if the material of the
However, in the case of SUS303, it is 9 G when a torque of 15 Nm is applied, whereas in the case of S45C, it is 1.5 G, and it can be seen that the sensitivity is reduced to 1/6.
Thus, even if the conditions such as the structure of the ring are the same, the sensitivity is lowered due to the difference in the material of the rotating shaft. The reason for this is as described above.
(参考例2)
YAG300製の時効リング20(参考例1と同じ仕様のもの)をSUS303製の回動軸10に20μmにて冷やし嵌めし、リング20と回動軸10を図3に示すように電子ビームにて溶接した。図に示すように約0.5mmの溶け込みにて全周溶接し、本例のトルクセンサを得た。
また、50μmにて冷やし嵌めしたものを電子ビームにて溶接した。着磁方法、センサ特性の測定方法は参考例1の場合と同じである。
(Reference Example 2)
An aging
Moreover, what was cooled and fitted at 50 μm was welded with an electron beam. The magnetizing method and the sensor characteristic measuring method are the same as those in Reference Example 1.
図4は、冷やし嵌めの締め代が20μmのトルクセンサにおける±15Nmでの測定結果を示す。大きなヒステリシスとなっている。
電子ビーム溶接にて接合しているので、リングと軸とはすべりを起こさない(一方、トルクを印加にともない、軸とリングがすべりを起こす場合には、トルク−センサ出力特性はヒステリシスを描いてしまう。)。従って、この場合のヒステリシスは、冷やし嵌めによる周方向引張応力(Hoop stress)が小さいために、良好なセンサ特性とならないのであると解釈できる。
FIG. 4 shows a measurement result at ± 15 Nm in a torque sensor having a cooling fit tightening allowance of 20 μm. There is a big hysteresis.
The ring and shaft do not slip because they are joined by electron beam welding. (On the other hand, if the shaft and ring slip due to application of torque, the torque-sensor output characteristics show hysteresis. End up.) Therefore, the hysteresis in this case can be interpreted as not having good sensor characteristics because the circumferential tensile stress (Hoop stress) due to cold fitting is small.
冷やし嵌めの締め代が50μmのトルクセンサにおいて、±15Nmにおけるトルク−センサ出力特性は図2に示した通りである。更にトルクを大きくすると、滑りが発生して、ヒステリシスを描くことが実験的にわかっている。
電子ビームで接合した場合には、図5に示したように良好なセンサ特性、すなわち、特性が直線であり、ヒステリシスを描かない特性となる。
In a torque sensor with a cold fitting interference of 50 μm, the torque-sensor output characteristics at ± 15 Nm are as shown in FIG. It has been experimentally found that when the torque is further increased, slipping occurs and hysteresis is drawn.
In the case of bonding with an electron beam, as shown in FIG. 5, good sensor characteristics, that is, the characteristics are straight and do not draw hysteresis.
(実施例1)
中心軸線方向における断面がコの字を90度回転した形状のリング21を、マルエージング鋼であるYAG300を用いて作製した。具体的な形状を図6に示す。
リング21の長さは13mm、外径は16.7mm、内径は14.7mm、脚部は(軸方向)長さが2mmである。また、コの字リング21の内側の両隅は1Rで加工した。
(Example 1)
A
The length of the
機械加工の後、固溶化および時効熱処理を施した。回動軸10をS45C製のφ12.64mmとし、高周波焼入れにて作製した。そして50μmにて冷やし嵌めにてリング21と軸10を嵌合し、本例のトルクセンサを得た。
After machining, solution treatment and aging heat treatment were performed. The rotating
トルク印加、±15Nmにてのセンサ特性を図7に示す。ヒステリシスのない直線性の良い、良好なセンサ特性が得られている。なお、着磁方法、センサ特性の測定方法は参考例1と同じであった。
図7に示すように、15Nmでのセンサ出力は1.7Gであり、図2に示した結果に対してあまり向上していないように見えるが、この場合にはセンサ部の径は16.7mmであるので、実際には2.3倍以上に向上していることになる。
FIG. 7 shows sensor characteristics when torque is applied and ± 15 Nm. Good sensor characteristics with good linearity without hysteresis are obtained. The magnetization method and the sensor characteristic measurement method were the same as in Reference Example 1.
As shown in FIG. 7, the sensor output at 15 Nm is 1.7 G, which does not appear to be much improved with respect to the result shown in FIG. 2, but in this case the diameter of the sensor part is 16.7 mm. Therefore, the actual improvement is 2.3 times or more.
したがって、図6に示すリング構造を採用することにより、大幅な感度向上が達成されてことがわかる。
図6では、ほぼ矩形状の空間がリン21グ内に設けられている。また、空間の厚さは1mmより厚くなっている。即ち、リング21の厚さよりも厚くなっている。このような厚さの関係にすることが、感度を確保するうえで好適なのである。
一方、リング21を軸10から離せば離すほど良いように思えるが、トルクに対する応力が径の3乗で減少してしまうから、あまり離すのは得策ではない。かといって近すぎると感度向上が期待できないわけである。
Therefore, it can be seen that a significant improvement in sensitivity is achieved by employing the ring structure shown in FIG.
In FIG. 6, a substantially rectangular space is provided in the ring 21 g. The thickness of the space is thicker than 1 mm. That is, it is thicker than the
On the other hand, it seems that the more the
(実施例2)
リングと回動軸の接合を電子ビームにて行った以外は、実施例1と同一の構成を採用し、本例のトルクセンサを得た。
上記同様にトルクセンサ特性を調べたところ、±15Nmでの特性は図7に示した結果と同様であった。更に高トルク域まで、ヒステリシスのない直線性に優れた特性が得られた。
(Example 2)
Except that the ring and the rotating shaft were joined by an electron beam, the same configuration as in Example 1 was adopted to obtain a torque sensor of this example.
When the torque sensor characteristics were examined in the same manner as described above, the characteristics at ± 15 Nm were the same as the results shown in FIG. Furthermore, the characteristics excellent in linearity without hysteresis were obtained up to the high torque range.
(実施例3)
実施例1では締め代50μmの冷やし嵌めで嵌合した。また、実施例2では、実施例1の状態にてリングと回動軸を電子ビームにて接合した。本例では、リングと回動軸とをすきま嵌めし、リングを軸方向に圧縮を加えた状態において、リングと回動軸を電子ビーム溶接にて接合し、トルクセンサを得た。リングの軸方向への圧縮代は10μmとした。それ以外は実施例1,2と同様とした。
(Example 3)
In Example 1, it fitted by the cold fitting of 50 micrometers of interference. In Example 2, the ring and the rotating shaft were joined by an electron beam in the state of Example 1. In this example, the ring and the rotating shaft were fitted to each other, and the ring and the rotating shaft were joined by electron beam welding in a state where the ring was compressed in the axial direction, thereby obtaining a torque sensor. The compression allowance in the axial direction of the ring was 10 μm. Other than that was the same as in Examples 1 and 2.
上記同様にトルクセンサ特性を調べたところ、トルク−センサ出力特性も図7に示した結果と同様であった。
従って、軸方向に圧縮を加えることは、(センサ)リングにとっては周方向に引張応力を与えることと等価であると判断される。
本例で採用した工法は、冷やし嵌め、焼き嵌めが採用できないときに、センサ特性を確保し得る工法として有用である。
When the torque sensor characteristics were examined in the same manner as described above, the torque-sensor output characteristics were also similar to the results shown in FIG.
Therefore, it is judged that applying the compression in the axial direction is equivalent to applying a tensile stress in the circumferential direction for the (sensor) ring.
The construction method employed in this example is useful as a construction method that can ensure sensor characteristics when cold fitting or shrink fitting cannot be employed.
(実施例4)
図8(a)は、本発明の磁歪リング式トルクセンサの他の実施例を示す断面図であり、2個のホール素子30とヨーク40を設けた検出部を有するトルクセンサを示している。
磁束の流れは図8(b)に示したようになる。従って、図示右側のホール素子と左側のホール素子とでは、極性が逆のセンサ特性となる。両者の出力を差動させることにより、倍の感度を得ることができる。また、ヨーク40を設けることにより感度が更に倍となる。
Example 4
FIG. 8A is a cross-sectional view showing another embodiment of the magnetostrictive ring type torque sensor of the present invention, and shows a torque sensor having a detecting portion provided with two
The flow of magnetic flux is as shown in FIG. Therefore, the right Hall element and the left Hall element in the drawing have sensor characteristics with opposite polarities. By making the outputs of both differential, double sensitivity can be obtained. Further, the sensitivity is further doubled by providing the yoke 40.
センサ特性を図9に示す。感度4倍となっている。上述のようなホール素子の配置を採用することにより、同相入力はキャンセルされ、SN比が向上するので有利である。
また、ヨークを設けると、外からの電磁ノイズに対して耐性を有するようになる。更に、ギャップ(磁歪リング表面と検出センサとの距離)変動に対して鈍感となるという効果がある。
The sensor characteristics are shown in FIG. The sensitivity is 4 times. Employing the arrangement of the Hall elements as described above is advantageous because the common-mode input is canceled and the SN ratio is improved.
Further, when the yoke is provided, it has resistance against electromagnetic noise from the outside. Furthermore, there is an effect that it becomes insensitive to fluctuations in the gap (distance between the magnetostrictive ring surface and the detection sensor).
ヨーク40としてはPB(パーマロイのB種)パーマロイ製で厚さ1.0mmのものを用いた。ヨーク40の大きさは、図示のように、ホール素子30及びリング20を覆える大きさであればよい。また、周方向長さもホール素子30の大きさ(樹脂パッケージの大きさ)の3倍程度の幅があればよい。
なお、素子パッケージとヨークは接して取り付けられている。ホール素子30はリング20に近接している。感磁部はリング表面から約0.5mm離間した位置としている。
The yoke 40 is made of PB (Permalloy B type) permalloy and has a thickness of 1.0 mm. The yoke 40 may have a size that can cover the
The element package and the yoke are attached in contact with each other. The
(実施例5)
図10は、本発明の磁歪リング式トルクセンサの更に他の実施例を示す断面図であり、回動軸11は、図示したように縮径軸とすることもできる。
回動軸11以外は実施例1と同様の構成を採用したところ、センサ感度が約40%向上していた。トルクに対するリング応力が大きくなることに起因する。
(Example 5)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the magnetostrictive ring type torque sensor of the present invention, and the
When the same configuration as in Example 1 was adopted except for the
(実施例6)
図11は、本発明の磁歪リング式トルクセンサの他の実施例を示す断面図であり、リング20内の空間にSUS製リング50を配置した例を示している。
本例では、内径が回動軸10の軸径、外径がリング20の内径となるリング50をSUS303にて作製した。そして、図12に示すようにリング50を3分割した。隙間は刃物厚さ程度とした。
そして、かかるリング50をコの字リング20の内側に入れて、回動軸10に対し絞め代50μmにて冷やし嵌めし、本例のトルクセンサを得た。
(Example 6)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another embodiment of the magnetostrictive ring type torque sensor of the present invention, and shows an example in which a
In this example, a
And this
センサ特性は実施例1と同様であった。リング20内にSUSを入れると、センサの温度特性の改善を図ることができる。センサの感度は室温から120℃の範囲の試験において、温度に対して減少傾向にあったが、本実施例の場合にはほぼフラットとなっていた。
マルエージング鋼の線膨張係数は11.3×10−6/℃である。SUS303は14.7×10−6/℃、S45Cは10.7×10−6/℃である。
SUSの線膨張がマルエージング鋼よりも大きいから、温度が上がった場合にリング20を内側から押圧するので、リング20の周方向応力を増大させる機能があり、感度の温度依存性をフラットに改善してくれるものと推察される。
The sensor characteristics were the same as in Example 1. If SUS is inserted in the
The linear expansion coefficient of maraging steel is 11.3 × 10 −6 / ° C. SUS303 is 14.7 × 10 −6 / ° C., and S45C is 10.7 × 10 −6 / ° C.
Since the linear expansion of SUS is larger than that of maraging steel, the
以上、本発明を好適実施例により詳細に説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。
例えば、トルク検出用の磁気センサとしてはホールセンサのみを例示したが、これに限定されるものではなく、省電力で小型であるところの、ホールIC、及びMIセンサを使用可能であることは言うまでもない。
As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail by the suitable Example, this invention is not limited to these Examples, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary of this invention.
For example, although only the Hall sensor is illustrated as the torque detection magnetic sensor, the invention is not limited to this, and it goes without saying that Hall IC and MI sensors can be used which are power-saving and compact. Yes.
1 回動軸
1L、1R 回動軸
1g 溝
2 コイル
3 リング
10、11 回動軸
20、21 リング
30 ホール素子
40 ヨーク
50 分割リング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
上記磁歪リング状部材は周方向に着磁されており、この磁歪リング状部材に上記磁気検出部が近接配置されており、上記回動軸にトルクがかかったときに、上記磁歪リング状部材からの磁束漏れの大きさを上記磁気検出部にて検出する非接触方式の磁歪リング式トルクセンサにおいて、
上記磁歪リング状部材がその内部に非磁性部を有することを特徴とする磁歪リング式トルクセンサ。 A ring-shaped member having a rotating shaft and magnetostriction, and a magnetic detection unit, and the ring-shaped member having the magnetostriction is fitted to the rotating shaft;
The magnetostrictive ring-shaped member is magnetized in the circumferential direction, and the magnetism detecting portion is disposed close to the magnetostrictive ring-shaped member, and when torque is applied to the rotating shaft, the magnetostrictive ring-shaped member is separated from the magnetostrictive ring-shaped member. In the non-contact type magnetostrictive ring type torque sensor that detects the magnitude of the magnetic flux leakage of the magnetic detection unit,
The magnetostrictive ring type torque sensor, wherein the magnetostrictive ring-shaped member has a non-magnetic portion therein.
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