JP2008203183A - Magnetic core unit and torque sensor using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁歪特性を利用して回転軸の軸トルクを非接触で検出するトルクセンサに用いられる磁気コアユニット及びこれを用いたトルクセンサに関する。 The present invention relates to a magnetic core unit used in a torque sensor that detects the axial torque of a rotating shaft in a non-contact manner using magnetostriction characteristics, and a torque sensor using the magnetic core unit.
自動車のパワーステアリング機構やエンジン制御機構、動力伝達機構などでは軸トルクを正確に検出する手段が古くから望まれている。この検出精度を高めることにより、精密制御や効率向上が可能となるため、これまでに様々な手法が提案されてきた。なかでも回転軸の磁歪特性を利用して非接触で軸トルクを検出する手法は、過負荷耐量も大きいことから、トーションバーのねじれ量からトルク検出を行う従来手法に代わる方式として注目されている。 For the power steering mechanism, engine control mechanism, power transmission mechanism, and the like of automobiles, a means for accurately detecting shaft torque has long been desired. By increasing the detection accuracy, precise control and efficiency can be improved, and various methods have been proposed so far. In particular, the method of detecting the shaft torque without contact using the magnetostrictive characteristics of the rotating shaft has a large overload capability, and is attracting attention as a method that replaces the conventional method of detecting the torque from the torsion amount of the torsion bar. .
この方式のトルクセンサとして、各種のものが提案されているが、いずれも、トルクによって発生する透磁率の変動、より具体的には、回転軸の軸方向に対して+45°と−45°の方向での透磁率の変動を検出コイルによって検出している。例えば特許文献1に開示の技術では、図35(a)に示すように、トルクを検出すべき回転軸502に、その軸方向に対して傾斜角を有する磁性膜503を固着させて、回転軸外周のソレノイドコイル504で励磁・検出を行う。ところが、この方式は回転軸へ追加工を施す必要があるため、磁性膜503の剥離など信頼性を損なうおそれがある。さらに、軸の専用化や大径化が必須となるため、装着性が悪いという問題もある。
Various types of torque sensors of this type have been proposed, but all of them vary in permeability caused by torque, more specifically, + 45 ° and −45 ° with respect to the axial direction of the rotating shaft. The fluctuation of the magnetic permeability in the direction is detected by the detection coil. For example, in the technique disclosed in
このため、回転軸に全く加工を施さずに同様の機能を有するトルクセンサが提案された。例えば、特許文献2に開示の技術では、図35(b)に示すように、回転軸502の外周にU字形鉄心(磁気コア)を設ける構造が記載されている。この構成においては、励磁用磁気コア505、507と検出用磁気コア506、508との二種類の磁気コアをそれぞれ回転軸502の軸方向に±45°の角度で回転軸に近接して装着する。励磁用磁気コア及び検出用磁気コアにはそれぞれコイルが巻装され、励磁用磁気コアと検出用磁気コアとの間のインダクタンスの変動を検出する。このインダクタンスの変動がトルクによる回転軸の透磁率の変化によってもたらされれば、これによりトルクを検出することができる。したがって、回転軸が磁歪特性を有する材料で構成されていれば、これに対する加工は一切行わずに、トルク検出を行うことができる。
For this reason, a torque sensor having a similar function without any processing on the rotating shaft has been proposed. For example, the technology disclosed in
さらに、上述の技術を改良した例として、特許文献3では、装置の小型化やコイルへの巻線作業を簡単にする技術が開示されている(以下、「第1引例」ともいう)。この技術では、突起部を有する多数の磁気片を磁気ピンで磁気リングに取り付け磁気コアを構成し、さらに各磁気ピンにコイルを巻いてトルクセンサを構成している。
Furthermore, as an example of improving the above-described technique,
また、特許文献4では、トルクセンサの寸法増大するのを避け、精度の高いトルク検出を行う技術が開示されている(以下、「第2引例」ともいう)。この技術では、リングコアの内周面に、励振(励磁)コアと検出コアを形成し、それぞれのコアにコイルを巻き付けている。
また、特許文献5では、上記と同様な目的で、磁束案内用の腕(脚)を備えた二つの円盤状の磁極ヨークと、それら磁極ヨークを磁気的に接続する円筒形の接続ヨークを備え、円筒内部に励磁及び検出コイルが設けられる技術が開示されている(以下、「第3引例」ともいう)。
In
また、特許文献6では、3枚の磁性円盤を所定間隔で平行に離間させ、それらの外周を磁性体の円筒形ケースで接続し、さらに内部にボビンに巻き付けたコイルを配置したトルクセンサが開示されている。3枚の円盤は、内周面に突起が配列された形状となるように開口が形成されている。これによって、構造が簡易的なトルクセンサを実現している。
しかしながら、改良が施された第1〜第4引例の技術であっても、依然として克服すべき課題があった。 However, even with the improved techniques of the first to fourth references, there are still problems to be overcome.
例えば、第1引例では、磁気リングが一体物であり、周方向で隣り合うコアは分離されておらず、磁気干渉により出力にノイズが発生した。さらに、部品数が多く組立て作業が難しく、位置あわせ精度が低下してしまった。また、多数設けられた磁気ピン毎にコイルを巻くため、隣り合うコイル同士が干渉し、コイルの巻数を増やすことに限界があった。そのため、得られる出力が小さく感度が低かった。また、多数のコイルを巻く作業があり、工数の削減の観点からそのような作業を極力省くことが求められていた。さらに、各コイルの巻き線の長さを均一にすることは非常に難しい作業であり、どうしてもバラツキが発生してしまい出力精度が低下した。 For example, in the first reference, the magnetic ring is an integral object, the cores adjacent in the circumferential direction are not separated, and noise is generated in the output due to magnetic interference. In addition, the number of parts is large and the assembly work is difficult, and the alignment accuracy is lowered. Moreover, since a coil is wound for each magnetic pin provided in large numbers, adjacent coils interfere with each other, and there is a limit to increasing the number of turns of the coil. Therefore, the output obtained is small and the sensitivity is low. In addition, there is an operation of winding a large number of coils, and it has been required to omit such an operation as much as possible from the viewpoint of reducing man-hours. Furthermore, it is very difficult to make the winding lengths of the coils uniform, and variations are inevitably generated, resulting in a decrease in output accuracy.
また、第2引例では、円盤が分離されず一体化されており、一対の磁極を磁気コアとみなすと、それぞれの磁気コアは分離されていなかった。そのため、上述の通りノイズが発生してしまったり、+45°磁束対応の信号と−45°磁束対応の信号の成分が分離できないという課題があった。 In the second reference, the disks are integrated without being separated, and the magnetic cores are not separated when the pair of magnetic poles are regarded as magnetic cores. For this reason, there is a problem that noise is generated as described above, or that the component corresponding to the + 45 ° magnetic flux and the signal corresponding to the −45 ° magnetic flux cannot be separated.
また、第3引例でも、隣り合う磁気コアが分離されておらず、同様に、ノイズが発生するという課題があった。また、最も近接する対向磁極が軸方向に平行な向きであるため、軸方向に沿って磁束が流れてしまい、出力の精度が低下するという課題があった。それらの結果、ゼロ点変動を適正に抑制することが困難になるという課題もあった。 Also in the third reference example, adjacent magnetic cores are not separated, and similarly, there is a problem that noise is generated. Moreover, since the closest counter magnetic pole is parallel to the axial direction, a magnetic flux flows along the axial direction, and there is a problem in that output accuracy decreases. As a result, there is also a problem that it is difficult to appropriately suppress the zero point fluctuation.
さらに、第4引例のトルクセンサでは、円筒状の接続部を円盤状のヨーク端部で挟み込む、比較的簡易な構造となっていたが、円盤が一体となっており磁気コアが分離されていなかった。したがって、上述同様に出力にノイズが発生する課題があった。 Furthermore, the torque sensor of the fourth example has a relatively simple structure in which the cylindrical connection portion is sandwiched between the disk-shaped yoke ends, but the disk is integrated and the magnetic core is not separated. It was. Therefore, there is a problem that noise occurs in the output as described above.
本発明は、こうのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁歪型のトルクセンサにおいて、隣り合う磁気コアを分離するとともに、構成部品の組立てを容易とする技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a technique for separating adjacent magnetic cores and facilitating assembly of components in a magnetostrictive torque sensor. There is.
本発明に係る装置は、トルクセンサに用いられる磁気コアユニットに関する。この磁気コアユニットは、非磁性部と軟磁性部とを周方向に交互に配した円筒状のヨーク接続部と、該ヨーク接続部の両端に取り付けられる、非磁性部と軟磁性部とを周方向に交互に配した略環状のヨーク部とを備え、前記ヨーク接続部の軟磁性部と前記ヨーク部の軟磁性部とで、一組の磁気コアを構成している。
また、前記ヨーク部は、中央に軸孔が設けられ、前記軟磁性部は、前記軸孔の側面から前記ヨーク接続部の径方向外側に向かって直線状に延びていてもよい。
また、前記ヨーク接続部は、端部に前記ヨーク部が取り付けられた状態で、前記軟磁性部が前記ヨーク部の軟磁性部に接するように設けられていてもよい。
また、前記ヨーク接続部の端部に前記ヨーク部が取り付けられた状態で、前記ヨーク接続部の軟磁性部と前記第ヨーク部の軟磁性部とで一組の磁気コアを構成してもよい。
また、前記ヨーク接続部の両端に取り付けられる二つの前記ヨーク部は、同一形状であってもよい。
また、前記ヨーク部は、前記ヨーク接続部の端部に嵌合してもよい。
また、前記ヨーク接続部の端部に前記ヨーク部が取り付けられた状態で、二つの前記ヨーク部の前記軸孔側の端面の中央同士を結ぶ線が、前記軸孔の軸方向と所定の角度をなしてもよい。
また、前記所定の角度が、略45°に設定されてもよい。
また、前記磁気コアを、磁気的に分離して複数備えてもよい。
前記軟磁性部の材料が、Mn−Zn系フェライトであってもよい。
本発明に係る装置は、トルクセンサに関する。このトルクセンサは、前述の磁気コアユニットを備えるとともに、前記ヨーク接続部の内周に励磁用内周コイル及び検出用内周コイルとを有し、前記円筒状のヨーク接続部の外周に励磁用外周コイルと検出用外周コイルとを有する。
また、前記所定の角度が+略45°に設定された第1の磁気コアユニットと、前記所定の角度とが−略45°に設定された第2の磁気コアユニットとを備えてもよい。
また、磁路を形成可能な材料で構成された円筒状の外装ヨーク部を備え、該外装ヨーク部は、前記磁気コアユニットを磁気的に離して内部に備えてもよい。
また、前記外装ヨーク部の外周部分に円環状の磁石を有してもよい。
また、前記外装ヨーク部は、前記外装ヨーク部の一つの端面に設けられ前記ヨーク部の軸孔と略同径の円環状の磁石と、前記外装ヨーク部の内側面に配されたコイルとを有してもよい。
また、前記外装ヨーク部の外側面に配されたコイルを有してもよい。
また、前記外装ヨーク部の一つの端面に設けられ、前記ヨーク部の軸孔と略同径の円環状の磁石と、前記外装ヨーク部の他方の端面に、前記外装ヨーク部と磁気的に分離した状態で設けられたコイルとを有してもよい。
本発明に係る装置は、トルクセンサの磁気コアユニットに用いられるヨーク部に関する。このヨーク部は、非磁性部と軟磁性部とを周方向に交互に配した略環状の形状を有し、前記環状形状の中央に軸孔が設けられ、前記軟磁性部は、前記軸孔の側面から前記ヨーク接続部の径方向外側に向かって直線状に延びている。
本発明に係る装置は、ヨーク接続部に関する。このヨーク接続部は、非磁性部と軟磁性部とを周方向に交互に配した円筒形状を有する。
The apparatus which concerns on this invention is related with the magnetic core unit used for a torque sensor. The magnetic core unit includes a cylindrical yoke connecting portion in which nonmagnetic portions and soft magnetic portions are alternately arranged in the circumferential direction, and a nonmagnetic portion and a soft magnetic portion that are attached to both ends of the yoke connecting portion. A substantially annular yoke portion alternately arranged in the direction is provided, and the soft magnetic portion of the yoke connecting portion and the soft magnetic portion of the yoke portion constitute a set of magnetic cores.
The yoke portion may have a shaft hole at the center, and the soft magnetic portion may extend linearly from a side surface of the shaft hole toward a radially outer side of the yoke connecting portion.
The yoke connecting portion may be provided such that the soft magnetic portion is in contact with the soft magnetic portion of the yoke portion in a state where the yoke portion is attached to an end portion.
Further, in a state where the yoke portion is attached to the end portion of the yoke connecting portion, the soft magnetic portion of the yoke connecting portion and the soft magnetic portion of the first yoke portion may constitute a set of magnetic cores. .
Further, the two yoke portions attached to both ends of the yoke connecting portion may have the same shape.
The yoke portion may be fitted to an end portion of the yoke connecting portion.
Further, a line connecting the centers of the end surfaces on the shaft hole side of the two yoke portions in a state where the yoke portion is attached to the end portion of the yoke connecting portion is a predetermined angle with the axial direction of the shaft hole. May be made.
Further, the predetermined angle may be set to approximately 45 °.
A plurality of the magnetic cores may be magnetically separated.
The material of the soft magnetic part may be Mn—Zn based ferrite.
The device according to the present invention relates to a torque sensor. The torque sensor includes the magnetic core unit described above, and has an inner coil for excitation and an inner coil for detection on the inner periphery of the yoke connection portion, and an excitation coil on the outer periphery of the cylindrical yoke connection portion. It has an outer peripheral coil and a detection outer peripheral coil.
Further, a first magnetic core unit in which the predetermined angle is set to about + 45 ° and a second magnetic core unit in which the predetermined angle is set to about −45 ° may be provided.
In addition, a cylindrical outer yoke portion made of a material capable of forming a magnetic path may be provided, and the outer yoke portion may be provided inside the magnetic core unit with magnetic separation.
Moreover, you may have an annular | circular shaped magnet in the outer peripheral part of the said exterior yoke part.
The exterior yoke portion includes an annular magnet provided on one end surface of the exterior yoke portion and having the same diameter as the shaft hole of the yoke portion, and a coil disposed on the inner surface of the exterior yoke portion. You may have.
Moreover, you may have the coil distribute | arranged to the outer surface of the said exterior yoke part.
In addition, an annular magnet provided on one end surface of the exterior yoke portion and having substantially the same diameter as the shaft hole of the yoke portion, and magnetically separated from the exterior yoke portion on the other end surface of the exterior yoke portion. The coil may be provided in a state of being made.
The apparatus which concerns on this invention is related with the yoke part used for the magnetic core unit of a torque sensor. The yoke portion has a substantially annular shape in which non-magnetic portions and soft magnetic portions are alternately arranged in the circumferential direction, and a shaft hole is provided in the center of the annular shape, and the soft magnetic portion includes the shaft hole. It extends linearly from the side surface toward the radially outer side of the yoke connecting portion.
The device according to the invention relates to a yoke connection. The yoke connecting portion has a cylindrical shape in which nonmagnetic portions and soft magnetic portions are alternately arranged in the circumferential direction.
本発明によれば、磁歪型のトルクセンサにおいて、隣り合う磁気コアを分離するとともに、構成部品の組立てを容易とすることができる。 According to the present invention, in a magnetostrictive torque sensor, it is possible to separate adjacent magnetic cores and to easily assemble components.
つぎに、本発明を実施するための最良の形態(以下、単に「実施形態」という)を、図面を参照して具体的に説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “embodiment”) will be specifically described with reference to the drawings.
まずトルクセンサの基本的な作動原理(以下、「基本技術」という)について説明し、つづいてその基本技術を適用した本実施形態に特徴的な構造に関して説明する。 First, a basic operation principle (hereinafter referred to as “basic technology”) of the torque sensor will be described, and then a characteristic structure of the present embodiment to which the basic technology is applied will be described.
(基本技術)
(1.磁気コア)
図1は、基本技術における磁気コアの斜視図であり、図2はその側面図である。ただし、図2においてはこの磁気コアを図1中の左側の矢印の方向から見ており、かつ上下を逆にしてある。この磁気コア30は、板状バックヨーク部31と、2本の脚状ヨーク部32とから構成される。この磁気コア30は、非接触で回転軸に加わるトルクを計測するトルクセンサに用いられる。
(Basic technology)
(1. Magnetic core)
FIG. 1 is a perspective view of a magnetic core in the basic technique, and FIG. 2 is a side view thereof. However, in FIG. 2, this magnetic core is seen from the direction of the arrow on the left side in FIG. 1, and is turned upside down. The
板状バックヨーク部31と2本の脚状ヨーク部32とは一体となって軟磁性体で構成される。軟磁性体としては、例えばMn−Zn系フェライトが好ましく用いられる。このため、この磁気コア30を用いたトルクセンサにおいて、この磁気コア30は磁路を形成することができる。
The plate-like
板状バックヨーク部31は、前記の磁気コア30の支持部となり、充分な剛性が保たれる厚さを有する。例えばその厚さは、5mm〜10mmとすることができる。この板状バックヨーク部31は略正方形の表面を有する。ここで、表面とは、前記の厚さ方向と垂直な面である。この場合の正方形の一辺の長さは、トルクを検出する回転軸の径と同程度であり、例えば20mm程度とすることができる。ただし、板状バックヨーク部31は平面で構成される必要はなく、磁気コア30の剛性が確保でき、かつ有効な磁路を形成できる形状であれば任意の形状とすることができる。
The plate-like
2本の脚状ヨーク部32は、板状バックヨーク部31の表面における正方形の対角関係にある頂点近傍に形成され、この表面から略垂直に下方(図1においては上方)に延びた形態で形成される。その断面の形状は、有効な磁路を形成できるものであれば任意であるが、断面の最大径は回転軸の径よりも小さくする。この断面形状を例えば1辺が7mm程度の正方形とすることができる。この場合、この断面における正方形の各辺は板状バックヨーク部31における正方形の各辺と略平行の構成とすることが、製造の観点で好ましい。脚状ヨーク部32の長さについても、有効な磁路となり、かつ充分な機械的強度が保たれるものであれば任意であるが、例えばその長さを15mm程度とすることができる。長い場合には強度が問題になり、かつこれを用いたトルクセンサが大型化する。一方、短い場合には脚状ヨークを巻回する励磁コイル、後述する検出用コイルの巻き数を多くすることができない。
The two leg-
2本の脚状ヨーク部32の底面33(図1においては最上面)は、共に第1の面33aと第2の面33bの2種類の面で構成される。
The bottom surfaces 33 (uppermost surfaces in FIG. 1) of the two leg-
第1の面33aは、板状バックヨーク部31の表面と略平行な平面となっている。また、この面は脚状ヨーク部32の長手方向と略垂直ともなっている。
The
第2の面33bは、第1の面33aから傾斜している。第2の面33bはトルクを検出する回転軸に底面33を近接させるために設けられるため、この傾斜の角度は、この磁気コアを用いてトルクを検出する回転軸の表面の形状に対応している。これにより、第2の面33b全体を回転軸に近接させることができる。すなわち、この第2の面33bにより、磁気コア30における底面33が回転軸に近接する部分を多くすることができる。脚状ヨーク部32の底面をこのような構成とすることで、磁気コアを貫通する磁束を効率的に回転軸に入射させ、磁束の漏れを少なくすることができるので、この磁気コアを用いたトルクセンサの感度を高めることができる。
The
したがって、第2の面33bは回転軸の表面の形状に対応した曲率を有する円筒形状であることが好ましい。具体的には、底面33(第2の面33b)において、この回転軸に近接させる間隔と回転軸の半径との和をこの曲率半径とすることができる。この間隔は、例えば1mmに設定することができる。ただし、これに限られるものではなく、例えば、底面33全体の大きさに対して回転軸の径が大きな場合には、第2の面33bを第1の面33aから傾斜させた平面としてもよい。これは、曲率半径を無限大とした場合に相当する。
Therefore, the
(2.トルクセンサ)
上述の磁気コアを用いて、高感度の非接触型トルクセンサが構成できる。このトルクセンサにおいては、磁気コアにおける底面(第2の面)が回転軸に近接して設置され、励磁用コイルによりこの磁気コア中に磁場が印加され、回転軸の一部がこの磁路に含まれる。トルクが加わることによって回転軸に応力が発生し、これにより回転軸の透磁率が変動すると、検出用コイルとこの励磁用コイルとの間のインダクタンスが変動する。これにより、この応力を検出し、トルクを算出することができる。この際、以下に説明する複数の形態のトルクセンサが実現できる。
(2. Torque sensor)
A highly sensitive non-contact torque sensor can be configured using the magnetic core described above. In this torque sensor, the bottom surface (second surface) of the magnetic core is installed close to the rotating shaft, a magnetic field is applied to the magnetic core by the exciting coil, and a part of the rotating shaft is in this magnetic path. included. When torque is applied to the rotating shaft due to the torque, and the magnetic permeability of the rotating shaft varies, the inductance between the detection coil and the exciting coil varies. Thereby, this stress can be detected and torque can be calculated. In this case, a plurality of forms of torque sensors described below can be realized.
図3及び図4は、基本技術におけるトルクセンサ10の構造を示す図である。図3は、回転軸の軸方向に垂直な向きから見た正面図(一部断面図)である。図4は、回転軸の軸方向から見た側面正面図(一部断面図)である。なお、一部の構成部品については図3では省略している。
3 and 4 are diagrams showing the structure of the
この例においては、このトルクセンサ10は、回転軸90に印加されるトルクを検出する。ここでは前記の磁気コアが回転軸の周方向に4個ずつ2箇所にわたって設置される。ここで、図3の左側の第1測定ユニット(第1の検出部)20が回転軸の軸方向から+45°方向における透磁率変化を測定し、図中右側の第2測定ユニット(第2の検出部)120が−45°方向(第1測定ユニットとは直角の方向)における透磁率変化を測定する。この2方向の透磁率変化を測定することにより、この回転軸に印加されたトルクの向き及び大きさを検出することができる。このため、このトルクセンサ10においては、磁気コアと回転軸の一部を含む磁路が形成され、トルクによる磁歪効果によって生じた回転軸における透磁率の変化が、この磁路におけるインダクタンスの変化として検出される。このため、回転軸90は磁歪材料で形成され、例えばクロムモリブデン鋼で形成される。この材料は例えば自動車のエンジンにおけるクランクシャフト材として一般に使用される材料であり、機械的強度も充分なものであるため、回転軸にトルクセンサ用の特殊な加工を施す必要はない。
In this example, the
回転軸90にトルクが印加されるとこの回転軸90の軸方向に対して+45°の方向と−45°の方向(前記方向と直角な方向)に引張応力と圧縮応力が発生する。正の磁歪係数を有する材質に引張応力が加わると、磁歪効果により、透磁率が増加する。逆に圧縮応力が加わると透磁率が減少する。すなわち、回転軸を磁路の一部とした場合には、インダクタンスの変化が検出用コイルによって検出でき、これにより、これらの方向の応力が測定できる。これらの2方向の応力から、回転軸90に加わるトルクの向きとその大きさが測定できる。この方法による具体的なトルクの検出方法については、例えば特開平4−31726号公報に記載されている。このトルクセンサは、特に透磁率の変化を検出するための構成、方法に特徴を有する。
When torque is applied to the
第1測定ユニット20において用いられる磁気コア30、40、50、60は、図1における磁気コア30と同様の形状であり、かつこれらは同一形状である。なお、磁気コア60は回転軸90を挟んで反対側に位置するため、図3において図示されておらず、以下に述べるその構成要素についても同様である。これらはそれぞれ板状バックヨーク部31、41、51、61と、2本ずつの脚状ヨーク部32、42、52、62と、底面33、43、53、63から構成される。それぞれの底面は、第1の面33a、43a、53a、63aと、第2の面33b、43b、53b、63bとからなる。
The
図4に示されるように、第2の面33b、43b、53b、63bは回転軸90との間隔をgとして、回転軸90に近接して設置される。このため、これに対応して第2の面33b、43b、53b、63bは円筒形状の一部の曲面とされ、その曲率半径は回転軸90の半径と間隔gとの和に等しい。
As shown in FIG. 4, the
また、図3に示すように、例えば磁気コア40において2本の脚状ヨーク部42の底面の中心同士を結ぶ線は回転軸の軸方向と45°の角度をなす。磁気コア30、50、60についても、磁気コア40と同一形状であるため、上記と同様である。
As shown in FIG. 3, for example, a line connecting the centers of the bottom surfaces of the two leg-shaped yoke portions 42 in the magnetic core 40 forms an angle of 45 ° with the axial direction of the rotation axis. The
この第1測定ユニット20においては、励磁用のコイルとして、励磁用内周コイル71、励磁用外周コイル72が用いられる。励磁用内周コイル71は、各板状バックヨーク部31、41、51、61の内側を通るように、回転軸90の外周方向に巻回される。励磁用外周コイル72は、各板状バックヨーク部31、41、51、61の外側を通るように、回転軸90の外周方向に巻回される。
In the
同様に、この第1測定ユニット20においては、インダクタンス検出用のコイルとして、検出用内周コイル81、検出用外周コイル82が用いられる。検出用内周コイル81は、各板状バックヨーク部31、41、51、61の内側を通るように、励磁用内周コイル71と平行して巻回される。検出用外周コイル82は、各板状バックヨーク部31、41、51、61の外側に、励磁用外周コイル72と平行して巻回される。なお、これらのコイルは、例えばボビンに巻回させた形態として、これらのコイルが巻回されたボビンを組み込む形で図3、4の形態を実現してもよい、この場合には、励磁用内周コイル71と検出用内周コイル81とが巻回されたボビンと、励磁用外周コイル72と検出用外周コイル82とが巻回されたボビンの2種類が用いられる。また、励磁用コイルと検出用コイルを分離して4種類のボビンを用い、これらを組み込んでもよい。
Similarly, in the
さらに、図4に示すように、第1測定ユニット20全体は、ハウジング91(図4では省略)内に収容されており、このハウジング91の内周面92が第2の面33b、43b、53b、63bと一致すべく固定されている。このため、磁気コア30等、励磁用内周コイル71等はハウジング91内でモールド材(図示せず)を用いて固定される。
Furthermore, as shown in FIG. 4, the entire
ハウジング91は、各コイル、各磁気コアによって形成される磁気回路に影響を与えることがないように、非磁性材料で形成されることが好ましい。この材料としては、例えば耐熱性樹脂材料や、アルミニウム系合金、銅系合金を用いることができる。 The housing 91 is preferably formed of a nonmagnetic material so as not to affect the magnetic circuit formed by the coils and the magnetic cores. As this material, for example, a heat-resistant resin material, an aluminum alloy, or a copper alloy can be used.
ハウジング91には導出部93が設けられ、この中に外部回路94が設けられる。外部回路94には、励磁用内周コイル71及び励磁用外周コイル72と、検出用内周コイル81及び検出用外周コイル82が接続される。これにより、励磁用内周コイル71及び励磁用外周コイル72に励磁用の電流が供給されるとともに、検出用内周コイル81及び検出用外周コイル82からの出力信号が得られる。
The housing 91 is provided with a lead-out
また、第1測定ユニット20全体は、ハウジング91の周囲3箇所に設けられた固定用ボルト孔95に固定用ボルト(図示せず)を貫通させ、外部の固定箇所(図示せず)にネジ止めすることによって固定される。
Further, the entire
この第1測定ユニット20においては、回転軸90の軸方向と45°の角度における透磁率の変化を検出する。これにより、この方向での応力の方向(引張応力又は圧縮応力)とその大きさを算出することが可能である。
In the
一方、第2測定ユニット120も第1測定ユニット20と同様の構造を有する。すなわち、ハウジングの内部に図1における磁気コア30と同様の形状の磁気コア130、140、150、160を有する。これらは、それぞれ板状バックヨーク部131、141、151、161と、2本ずつの脚状ヨーク部132、142、152、162と、底面133、143、153、163から構成される。それぞれの底面は、第1の面133a、143a、153a、163aと、第2の面133b、143b、153b、163bとからなる。また、第1測定ユニット20と同様に、励磁用内周コイル171、励磁用外周コイル172、検出用内周コイル181、検出用外周コイル182を有する。
On the other hand, the
第2測定ユニット120において用いられる磁気コア130における2本の脚状ヨーク部132同士(底面133同士)を結ぶ線は回転軸の軸方向と45°の角度をなすが、前記の第1測定ユニット20における磁気コア30における角度とは90°異なっている。すなわち、第1測定ユニット20における磁気コア30により回転軸20の軸方向に対して+45°の方向の応力が検出されるのに対し、第2測定ユニット120における磁気コア130により−45°の方向の応力が検出される。磁気コア140、150、160についても同様である。すなわち、この構成の磁気コアを用いることにより、第2測定ユニット120によって−45°の方向の応力が検出される。
The line connecting the two leg-shaped yoke portions 132 (bottom surfaces 133) of the
このトルクセンサ10においては、励磁用コイルにより磁場を発生させ、かつ検出用コイルによってインダクタンスの変化を検出することが必要である。このため、このトルクセンサ10では、励磁用コイルとして、励磁用内周コイル71と励磁用外周コイル72の二つのコイルを用いることにより、各磁気コア中に強い磁場を発生させている。
In the
これにより、例えば磁気コア30においては、図3中の磁束96で示す磁場が誘起される。この磁路はその一部に回転軸90を含む。磁気コア40、50、60についても同様である。検出用コイルとして、検出用内周コイル81と検出用外周コイル82の二つのコイルを用いていてインダクタンスを測定することにより、回転軸90における透磁率の変化を、そのインダクタンスの変化として検出することができる。このインダクタンスの変化から、第1測定ユニット20によって、この回転軸90においてこの磁路の方向である+45°方向における応力(第1の応力)が算出できる。同様に、第2測定ユニット120によって、−45°方向における応力(第2の応力)が算出できる。この2種類の応力から、この回転軸90に加わるトルクが算出される。
Thereby, for example, in the
(3.原理)
図3に示した磁場の誘起について、以下に原理を詳しく説明する。図5は、理解の容易のために、図3の回転軸90の上下に位置する二つの磁気コア30、50を図示しており、以下、上側の磁気コア30について説明する。ここでは、磁場の誘起について説明するために、励磁用コイルである励磁用内周コイル71と励磁用外周コイル72を図示している。さらに、図6は、励磁用内周コイル71による磁場の誘起を説明する図であり、図7は、励磁用外周コイル72による磁場の誘起を説明する図である。したがって、図5は、励磁用内周コイル71と励磁用外周コイル72との磁場を合わせて表示した磁場となっている。なお、一般に、磁場の状態は複数の磁力線で示される。磁力線の束が磁束に相当するが、図面を見易くするため、主要な磁力線を矢印で図示する。以下、この磁力線を「磁束」と称する。
(3. Principle)
The principle of the induction of the magnetic field shown in FIG. 3 will be described in detail below. FIG. 5 shows two
まず、図6を用いて励磁用内周コイル71による磁場の誘起を説明する。励磁用内周コイル71に図示の向き(手前に向かう向き)に電流が流れると、電磁気学の右ねじの法則により、磁気コア30近傍に反時計回りの磁場が発生する。磁場における磁力線は透磁率の高い磁路に集中するため、磁気コア30内を通る磁束96mと、磁気コア30の外側周囲と回転軸90とを通る磁束97mが発生する。
First, induction of a magnetic field by the exciting
図8は、図6の磁気コア30を板状バックヨーク部31側から見た図(上面図)に当たる。ここでは、励磁用内周コイル71の図示を省略している。図示のように回転軸90の左側に、左側面視で反時計回り方向のトルクTが印加されると、回転軸90には応力σが斜め方向に発生する。具体的は、左上及び右下方向の引張り応力σ+と、右上及び左下方向の圧縮応力σ−とが発生する。一般的には、回転軸90の材料として、応力σが発生すると、圧縮応力σ−が印加された方向では回転軸90の透磁率が低下し、引張り応力σ+が印加された方向では回転軸90の透磁率が上昇する材料、例えば上述したクロムモリブデン鋼が選択される。
FIG. 8 corresponds to a view (top view) of the
発生した応力σの向きに沿って、図示のように磁気コア30の脚である脚状ヨーク部32を正方形の対角線に配置することで、高い出力を得ることができる。図9は、回転軸90に印加される磁場の強さHと回転軸90中の磁束密度Bの関係を示したグラフである。
Along with the direction of the generated stress σ, as shown in the figure, the leg-shaped
ここでは、上から順に、引張り応力σ+が印加されたBHカーブC1、応力がゼロのときのBHカーブC2、圧縮応力σ−が印加されたBHカーブC3の3種類について示している。このグラフから分かるように、引張り応力σ+と圧縮応力−とが印加された場合のBHカーブC1、C3を比較すると、圧縮応力σ−が印加されたときのBHカーブC3の方が、応力ゼロのときのBHカーブC2からの変化量が大きい。したがって、引張り応力σ+より圧縮応力σ−の方向に沿って透磁率の変化を見るのが望ましい。そこで、図6や図8に示すように、圧縮応力σ−の方向の対角線上に二つの脚部ヨーク部32を配置する構成とする。
Here, in order from the top, the BH curve C1 to which the tensile stress σ + is applied, the BH curve C2 when the stress is zero, and the BH curve C3 to which the compressive stress σ− is applied are shown. As can be seen from this graph, when the BH curves C1 and C3 when the tensile stress σ + and the compressive stress − are applied are compared, the BH curve C3 when the compressive stress σ− is applied has zero stress. The amount of change from the BH curve C2 is large. Therefore, it is desirable to see the change in permeability along the direction of compressive stress σ− rather than tensile stress σ +. Therefore, as shown in FIGS. 6 and 8, the two
つぎに、図7を用いて励磁用外周コイル72による磁場の誘起を説明する。図7(a)に示すように、励磁用外周コイル72に図示の向き(奥へ進む方向)に電流が流れると、電磁気学の右ねじの法則により、磁気コア30近傍に時計回りの磁場が発生する。磁場における磁力線は透磁率の高い磁路に集中するため、磁気コア30内を通る時計回りの磁束96n1〜96n5と、磁気コア30の外側周囲と回転軸90とを通る磁束97nが発生する。
Next, the induction of the magnetic field by the excitation
磁束96n1〜96n5は、図示右側の脚部ヨーク部32から板状バックヨーク部31、左側の脚部ヨーク部32とを経由する磁束成分を有する。これら磁束成分を磁気的等価回路で示すと、図7(b)に示すような、磁気コア30を経路に持つ磁束96n及び磁気コア外周を経路に持つ磁束97nとして捉えることができる。
The magnetic fluxes 96n1 to 96n5 have a magnetic flux component that passes from the right
そして、図6及び図7(b)に示した磁束を足し合わせると、図5に示すような、磁束96m、96n、97m、97nの分布が得られる。磁気コア30の周囲に発生する磁束は、反時計回りの磁束97mと時計回りの磁束97nであり、それらは打ち消し合いゼロとなる。また、磁気コア30を通る二つの反時計回りの磁束96m、磁束96nとが足し合わさり、図3に示す、磁束96となる。なお、この磁束96は、検出用外周コイル82を交鎖しないため、検出用外周コイル82における出力には寄与しない。しかし、検出用外周コイル82が存在することで、後述するように、磁気回路のバランスがよくなる。すなわち、検出用内周コイル81のみの構成とした場合、検出側の回路の出力インピーダンスを考慮すると、磁気コア30を通る磁気回路と、磁気コア30を通らない磁気回路との両方を検出することになる。その結果、回転軸90近傍にトルクセンサ10とは別のアンバランスな磁性体や磁束源が存在した場合、それらの影響を受けやすくなる。これに対して、上述したような、検出用内周コイル81と検出用外周コイル82とが存在する構成とした場合、磁気コア30から離れた磁束源等からの磁気的ノイズに対しては検出用内周コイル81と検出用外周コイル82とへの交鎖磁束がほぼ同一となる。そのため、検出用内周コイル81と検出用外周コイル82における出力電圧において、磁気的ノイズが逆相電圧として出現し相殺される。
Then, when the magnetic fluxes shown in FIGS. 6 and 7B are added together, distributions of
図10は、回転軸90に印加されるトルクと検出用コイルに検出される磁束(鎖交磁束)の関係を示した図である。図10(a)は、図5における、励磁用内周コイル71と励磁用外周コイル72のそれぞれによって励磁される磁場の磁束を示しており、上側の山型を示すカーブC11が励磁用外周コイル72による磁束97mを示しており、下側のカーブC12が励磁用内周コイル71による磁束96mを示している。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the torque applied to the
励磁用外周コイル72に対応する磁気回路は、軸断面で考えた場合の磁気抵抗は大きいが、磁気回路断面積の方も大きい、つまり、磁束97mが通る断面積が大きくなる。一方、励磁用内周コイル71に対応する磁気回路は、閉磁路のため磁気抵抗は小さいが、生じる磁束96mが通る断面積が小さく限られるため、透磁率変化が影響を与える磁束が小さい。ここでは、励磁用外周コイル72によって生じる磁束97mと励磁用内周コイル71によって生じる磁束96mとの比は5:1程度になっている。
The magnetic circuit corresponding to the excitation
実際には、励磁用外周コイル72によって生じる磁束97mと励磁用内周コイル71によって生じる磁束96mは分離してないため、図10(b)に示すように、二つの磁束96m、97mを合成した状態の磁束(カーブC13)が測定される。ここに示されるように、略左右対称の出力となっているため、トルクの付与方向(+、−)を判別することは難しい。
Actually, since the
また、図7に対応する磁束は、図10(a)、10(b)と同じようなグラフが測定される。ただし、上述の通り、磁気コア30の周囲に発生する磁束は、反時計回りの磁束97mと時計回りの磁束97nであり、二つの磁束96m、97mは互いに打ち消し合う。磁気コア30を通る二つの反時計回りの磁束96m、96nとは、磁束の向きが同一であるので、二つの磁束96m、96nが足し合わさる。したがって、図6と図7の磁束を重畳すると、図10(c)のように、カーブC14で示されるグラフとなる。このように、右上がりのカーブC14が得られることで、トルクの向きが判別可能となる。
Further, the magnetic flux corresponding to FIG. 7 is measured in the same graph as in FIGS. 10 (a) and 10 (b). However, as described above, the magnetic flux generated around the
図11は、トルクセンサ10における、励磁用内周コイル71と励磁用外周コイル72とを直列に接続している回路結線を示した図であり、図12は、励磁用内周コイル71と励磁用外周コイル72とを並列に接続している回路結線を示している。例えば、図11に示した直列接続の態様の場合、第1測定ユニット20で検出された第1出力VL1と第2測定ユニット120で検出された第2出力VR1は、同期検波回路99aを通り、オペアンプ99bに入力される。その結果、最終出力VO1が得られる。なお、第2出力VR1は、オペアンプ99bに反転入力される。図13は、印加されるトルクTと、第1出力VL1、第2出力VR1、および最終出力VO1の関係を示した図である。なお、図12のように、励磁用内周コイル71と励磁用外周コイル72とを並列に接続した場合も、第1測定ユニット20で検出された第1出力VL2と第2測定ユニット120で検出された第2出力VR2は、同期検波回路99aを通り、オペアンプ99bに入力され、最終出力VO2が得られる。この最終出力VO2は、直列に接続した場合の最終出力VO1に対して、約2倍の出力を示す。
FIG. 11 is a diagram showing a circuit connection in which the inner coil for
なお、このトルクセンサ10を高感度にするためには、磁気コアと回転軸90とを極力近接させ、回転軸90における被測定箇所に磁束が漏れなく入射できることが必要である。これに対しては、図4等に示すように、第2の面33b等が各磁気コアに設けられているため、回転軸90と第2の面との間隔(g)を小さくかつ精度良く保つことが可能である。これによって、この磁束の漏れを少なくすることができる。
In order to make the
また、このトルクセンサ10においては、第1測定ユニット20及び第2測定ユニット120において、同一形状の磁気コアが4個ずつ回転軸の周囲に配置される。例えば、図4において、磁気コア30を貫通する磁路は、磁気コア30に回転軸90中のC−C’間(底面33間)で構成される。したがって、透磁率の変化が検出される箇所は回転軸90におけるC−C’間である。同様に、他の磁気コア40、50、60によって透磁率の変化が検出される箇所は、底面43間、底面53間、底面63間であるが、これらの磁路は励磁用内周コイル71、励磁用外周コイル72に電流を流すことによって形成され、かつこれらの4つの磁気コアを含む磁路におけるインダクタンスの変化が、検出用内周コイル81及び検出用外周コイル82によって検出される。これにより、4つの検出箇所における透磁率の変化の平均値が得られることになる。これにより、回転軸90の内部においてその材質の不均質が存在しても、応力の平均値が算出される。したがって、高感度にトルクを検出することが可能となる。
In the
これに対して、例えば特開平7−190866号公報に記載の4本の脚状ヨーク部を有する磁気コアを用いた場合には、単一の磁気コアで+45°方向の透磁率変化と−45°方向の透磁率変化を検出する。このため、この磁気コアを回転軸の周囲に複数個並べる場合には、隣接する磁気コアにおける反対方向の透磁率検出用の磁場の影響が現れるため、高感度の測定が困難である。また、4本脚構造における同一の脚に励磁用コイルと検出用コイルを巻装するため、これらのコイルの巻き数を増やして高感度化することも困難である。 On the other hand, for example, when a magnetic core having four leg-shaped yoke portions described in JP-A-7-190866 is used, the magnetic permeability change in the + 45 ° direction and −45 with a single magnetic core. Detects changes in permeability in the direction of °. For this reason, when a plurality of the magnetic cores are arranged around the rotation axis, the influence of the magnetic field for detecting the magnetic permeability in the opposite direction in the adjacent magnetic cores appears, so that high-sensitivity measurement is difficult. In addition, since the exciting coil and the detecting coil are wound on the same leg in the four-leg structure, it is difficult to increase the number of turns of these coils to increase the sensitivity.
また、この高感度特性を再現性良く得るためには、前記の通り、磁気コア30の底面33等と回転軸90との距離(g)を小さくし、かつ精度良く設置することが必要である。これに対して、前記の4本脚構造を有する従来の磁気コアにおいては、4本の脚の底面を精度良く製造する必要があった。このトルクセンサ10においては、磁気コア30を設置するに際して考慮すべき底面は二つである。このため、この磁気コアの製造においては高い精度は要求されず、これを所定の間隔で回転軸に近接させて設置することも容易である。すなわち、高感度特性を再現性良く得ることのできるトルクセンサを容易に実現することができる。
Further, in order to obtain this high sensitivity characteristic with good reproducibility, as described above, it is necessary to reduce the distance (g) between the
このトルクセンサ10を製造するに際しては、各磁気コア、各コイル、外部回路94等を金型内に配置し、耐熱性樹脂材料で一体にモールド成型する。この際、固定用の仕切り板を内側(回転軸90と同じ側)に設け、成型後にこれを除去することにより、特に各磁気コアを精度良く固定することができる。この際には、ハウジング91と同形状のカバーをハウジング91に固定しておくことが好ましい。
When the
なお、単一の測定ユニットで用いる同一形状の磁気コアの数は任意である。また、これを設置する間隔(角度)は上記の例では90°であるが、これも任意であり、等間隔でなくともよい。 The number of magnetic cores having the same shape used in a single measurement unit is arbitrary. In addition, the interval (angle) at which this is installed is 90 ° in the above example, but this is also arbitrary and may not be equal.
(第1の実施形態)
上記の基本技術をベースとして、本実施形態では、図4に示したハウジング91に収容するに好適な測定ユニットについて主に説明する。なお、この測定ユニットは、基本技術における第1及び第2測定ユニット20、120に利用するものである。
(First embodiment)
Based on the above basic technology, in the present embodiment, a measurement unit suitable for being housed in the housing 91 shown in FIG. 4 will be mainly described. This measurement unit is used for the first and
図14は、測定ユニット200の外観を示す斜視図である。また、図15は、測定ユニット200を構成部品に分解した状態で示した斜視図である。また、図16は、測定ユニット200の三面図及び断面図であり、図16(a)は平面図、図16(b)は正面図、図16(c)は下面図、図16(d)は断面図を示している。 FIG. 14 is a perspective view showing an external appearance of the measurement unit 200. FIG. 15 is a perspective view showing the measurement unit 200 in a state where it is disassembled into components. 16 is a three-side view and a cross-sectional view of the measurement unit 200. FIG. 16 (a) is a plan view, FIG. 16 (b) is a front view, FIG. 16 (c) is a bottom view, and FIG. Shows a cross-sectional view.
この測定ユニット200は、円筒状の磁気ヘッド210と、磁気ヘッド210の外側に取り付けられた外周ボビン211と、磁気ヘッド210内部に配された内周ボビン213とから構成される。磁気ヘッド210の円筒軸中心には、回転軸が挿入可能な軸孔228が形成されている。
The measurement unit 200 includes a cylindrical magnetic head 210, an outer
外周ボビン211には、励磁用外周コイル212aと検出用外周コイル212bが所定量だけ巻回されている。内周ボビン213には、励磁用内周コイル214aと検出用内周コイル214bが所定量だけ巻回されている。
The outer
図17は、外周ボビン211と内周ボビン213とを取り除いた、磁気ヘッド210の外観のみを示す斜視図である。磁気ヘッド210は、環状の第1ヨーク部220a及び第2ヨーク部220bと、円筒状のヨーク接続部240の3要素から構成される。第1ヨーク部220aと第2ヨーク部220bは、同一の部品であり、ヨーク接続部240の二つの開口に互いに対向するように嵌合し、それら開口を塞いでいる。
FIG. 17 is a perspective view showing only the appearance of the magnetic head 210 with the outer
図18は、第1ヨーク部220aの三面図及び断面図であり、図18(a)は平面図、図18(b)は正面図、図18(c)は下面図、図18(d)は断面図を示している。第1ヨーク部220aは、同心状に大中小の3枚のリングが重なったような形状を有する。一番大きく一番下側にリング状に形成される外周接続部221は、外周が直径R11(例えば、60mm)で高さh11(例えば2mm)の形状である。なお、この高さh11は、外周接続部221の底面224を基準としており、以下の高さh12、h13も同様である。
18A and 18B are a three-side view and a cross-sectional view of the first yoke portion 220a. FIG. 18A is a plan view, FIG. 18B is a front view, FIG. 18C is a bottom view, and FIG. Shows a cross-sectional view. The first yoke portion 220a has a shape in which three large, medium, and small rings are concentrically overlapped. The outer
2番目に大きく中央にリング状に形成されるボビン収容部222は、外周が直径R12(例えば、44mm)で、高さh12(例えば、3mm)である。この外周の直径R12が、外周接続部221の内周の直径に相当する。したがって、外周接続部221とボビン収容部222の間には、高さh12−h11(例えば、1mm)の段差が形成される。
The second
さらに、一番内側にリング状に形成される軸挿入部223は、外周が直径R13を有する軸挿入部223が、高さh13(例えば、10mm)となるように形成されている。この外周の直径R13が、ボビン収容部222の内周の直径に当たる。したがって、ボビン収容部222と軸挿入部223の間には、高さh13−h12(例えば、7mm)の段差が形成されている。そして第1ヨーク部220aの円中央には、直径(口径)R14(例えば、20mm)の上述の軸孔228が上下に貫通して形成される。また、軸挿入部223には、軸挿入部223の外径(直径R13)と略同一内径の内周ボビン213が嵌合する。
Further, the
また、第1ヨーク部220aは、二つの軟磁性部(232a1、232a2)と二つの非磁性部231aとから形成されている。具体的には、上面視で直径部分に、所定の幅d11(例えば、10mm)で直線状に第1及び第2の軟磁性部232a1、232a2(以下、第1及び第2の軟磁性部232a1、232a2を区別しないときは単に「軟磁性部232」という)が形成されている。そして、第1及び第2の軟磁性部232a1、232a2は、中央の軸孔228で分離されている。なお、図中左側に第1の軟磁性部232a1に形成されており、右側に第2の軟磁性部232a2に形成されている。第1及び第2のヨーク部220a、220bを区別しないときは、単にヨーク部220という。また、第2ヨーク部220bは、上述の通り、第1ヨーク部220aと同一であり、第1及び第2の軟磁性部232b1、232b2と、二つの非磁性部231bとから形成されている。
The first yoke portion 220a is formed of two soft magnetic portions (232a1, 232a2) and two
軟磁性部232の材料として、純鉄粉、Fe−Al−Si系センダスト粉、Fe基ナノ結晶材である非晶質金属粉などが好ましく、さらに、それら材料の粒径は200μm以下が好ましい。
As the material for the soft
また、軟磁性部232によって分離されるように、略半円状の二つの非磁性部231aが形成される。非磁性部231aの材料として、真鍮などのCu−Zn系合金やAl−Si系合金などが好ましく、それら材料の粒径は200μm以下が好ましい。また、軟磁性部232と非磁性部231aは、それぞれ別々に仮成形体として形成され、軟磁性部232と非磁性部231aとを交互に組み合わせ、高圧により本成形することでリング形状とする。なお、バインダとして、各材料粉への分散性等を考慮して、平均粒径が100μm以下の熱可塑性樹脂を使用できる。さらに、外周接続部221には、所定の大きさの(例えば、直径3.5mm)4つの貫通孔229が、図中で0°、90°、180°、270°の位置に90°間隔で形成されており、90°と270°の位置の二つの貫通孔229は、軟磁性部232に形成されている。第2ヨーク部220bにも、第1ヨーク部220と同様の位置に、貫通孔229が形成されている。
Further, two substantially semicircular
図19は、ヨーク接続部240の三面図及び断面図であり、図19(a)は平面図、図19(b)は正面図、図19(c)は下面図、図19(d)は断面図を示している。ヨーク接続部240は、リング状(円筒状)の形状であり、外周が直径R21であり、内周が直径R22である。また、ヨーク接続部240の上面視の形状(平面図)は、第1ヨーク部220の外周接続部221の形状と同一である。つまり、ヨーク接続部240の外周の直径R21は、第1ヨーク部220の外周の直径R11と同一である。また、ヨーク接続部240の内周の直径R22は、ヨーク接続部240の外周接続部221の内周及びボビン収容部222の外周と同一(R22=R12)となる。そして、ヨーク接続部240のリング状の平面部分と、第1ヨーク部220の外周接続部221が合わさって、ヨーク接続部240と第1ヨーク部220が嵌合する。
19A and 19B are a three-side view and a cross-sectional view of the
また、ヨーク接続部240は、第1ヨーク部220aと同様に、構成されている材料によって、二つの軟磁性部252と二つの非磁性部251とに分割でき、回転軸周方向に90°より少しずれた間隔で4分割されている。具体的には、図19(a)の平面図において、リング形状の0°より所定量x11だけ時計回り方向に進んだ位置から、90°より所定量x11だけ反時計回り方向に戻った位置まで、一つ目の非磁性部251が形成されている。この所定量x11は、上述した第1ヨーク部220aの軟磁性部232の幅d11の半分(x11=d11/2)である。
Similarly to the first yoke part 220a, the
その非磁性体251が途切れる位置から、180°より所定量x11だけ時計回り方向に進んだ位置まで、第1の軟磁性部252が形成されている。第1の軟磁性部252bが途切れる位置から270°より所定量x11だけ反時計回り方向に戻った位置まで、二つ目の非磁性部251が形成される。そして、その非磁性部251が途切れる位置から、0°を所定量x11だけ進んだ位置、つまり、一つ目の非磁性部251が形成される位置まで、第2の軟磁性部252bが形成される。言い換えると、第1及び第2の軟磁性部252a、252bは、リング形状を4分割した大きさよりも、周方向両端部分が所定量x11だけ大きい。それに合わせて、非磁性部251の両端部分は、リング形状を4分割した大きさよりも所定量x11だけ小さい。なお、第1及び第2の軟磁性部252a、252bを区別しないときは、単に軟磁性部252という。ヨーク接続部240の軟磁性部252と非磁性部251の材料や、それら軟磁性部252と非磁性部251とを用いたヨーク接続部240の形成手順は、第1ヨーク部220に関する材料及び形成手順と同じでよい。
A first soft magnetic portion 252 is formed from a position at which the
また、ヨーク接続部240には、所定の大きさの(例えば、直径3.5mm)4つの貫通孔249が、図中で0°、90°、180°、270°の位置に形成されており、いずれの貫通孔249も、軟磁性部252に形成されている。また、第1及び第2ヨーク部220a、220bがヨーク接続部240の開口に嵌合したときに、0°、90°、180°、270°のそれぞれ位置で、貫通孔229、249、229が縦に直線状に貫通し一組の貫通孔を構成する。この貫通孔をボルト(図示せず)によって固定することで、磁気ヘッド210の構成部品、つまり、第1ヨーク部220a、ヨーク接続部240及び第2ヨーク部220bが固定される。
Further, four through
図20は、軟磁性部232、252と非磁性部231、251に用いられる材料の組合せと、出力感度の関係を示した表である。ここでは、組合せ1〜3の3種類を例示している。
FIG. 20 is a table showing the relationship between the combinations of materials used for the soft
組合せ1では、軟磁性部232、252は、鉄粉及びバインダの混合粉を低圧でプレス成形した仮成形体である。非磁性部231、521は、真鍮粉とバインダの混合粉を低圧でプレス成形した仮成形体である。それら二種類の仮形成体を合わせ、高圧でプレス成形し、第1及び第2ヨーク部220a、220b、ヨーク接続部240が形成されている。
In the
組合せ2では、軟磁性部232、252は、フェライト粉を成形・焼結した焼結体(フェライトコア)である。非磁性部231、521は、真鍮粉とバインダの混合粉をプレス成形した圧粉体である。そして軟磁性の焼結体と非磁性の圧粉体とを接着剤で組み立て、第1及び第2ヨーク部220a、220b、ヨーク接続部240が形成されている。
In the
組合せ3では、軟磁性部232、252は、鉄粉及びバインダの混合粉をプレス成形した圧粉体である。非磁性部231、521は、真鍮粉とバインダの混合粉をプレス成形した圧粉体である。そして軟磁性の焼結体と非磁性の圧粉体とを接着剤で組み立て、第1及び第2ヨーク部220a、220b、ヨーク接続部240が形成されている。
In the
組合せ1〜3のいずれの場合も、トルク検出時に良好な感度が得られたが、特に組合せ2の材料を用いた場合、最も良好な感度が得られた。なお、いずれの組合せにおいても、成形の際のプレスの方向は、各部品を組み立てたときの回転軸方向と同じである。
In any of the
つづいて、測定ユニット200の組立手順を簡単に説明する。図21の斜視図は、第1ヨーク部220aとヨーク接続部240とが嵌合した状態を示した図である。図21(a)に示すように、第1ヨーク部220aに、ヨーク接続部240を上から載せるように嵌合させる。図21(b)は、第1ヨーク部220aとヨーク接続部240とを嵌合した状態を上から見た図(平面図)である。このとき、90°の位置にて第1ヨーク部220aの第1軟磁性部232a1の外周側近傍部分と、ヨーク接続部240の第1の軟磁性部252aの一方の端部近傍とを接続する。また、180°回転した位置で、つまり、270°の位置で、第1ヨーク部220aの第2の軟磁性部232a2の外周側近傍部分と、ヨーク接続部240の第2の軟磁性部252bの一方の端部近傍とを接続する。
Next, the assembly procedure of the measurement unit 200 will be briefly described. The perspective view of FIG. 21 is a diagram showing a state in which the first yoke portion 220a and the
つぎに、第1ヨーク部220aとヨーク接続部240とを嵌合することで形成された内部の空間に、内周ボビン213を配する。さらに、第1ヨーク部220aと嵌合しているヨーク接続部240の上から被せるように、第1ヨーク部220aと同一形状の第2ヨーク部220bを嵌合させる。このとき、第1ヨーク部220aの第1の軟磁性部232a1、232a2の直線形状の向きと、第2ヨーク部220bの軟磁性部232b1、232b2の直線形状の向きとが直交するように、第2ヨーク部220bは配置される。これによって、第2ヨーク部220aの外周側近傍の軟磁性部232と、ヨーク接続部240の軟磁性部252の第1ヨーク部220との接続部の反対側端部近傍とを、接続する。その結果、図17に示した磁気ヘッド210が完成する。なお、図示はしていないが、内周ボビン213に巻回されているコイルを、磁気ヘッド210の外部に引き出すための所定の孔が、例えば、第2ヨーク部220bとヨーク接続部240の接合部分に設けられる。
Next, the inner
さらに、図13や図16等に示したように、ヨーク接続部240の外周に、外周ボビン211を嵌合させる。これによって、測定ユニット200が完成する。
Further, as shown in FIGS. 13 and 16, the outer
図22は、磁気ヘッド210における軟磁性部232、252を強調して表示した図(平面図)である。本図に示すように、二つの磁気コア(271、272)が形成されている。より具体的には、第1の磁気コア271は、磁気ヘッド210における本図右下部分に形成されており、ヨーク接続部240の第1の軟磁性部252aが、基本技術で示した板状バックヨーク部31に相当する。この第1の軟磁性部252aの右上端部近傍(90°の位置)から水平左方向、つまり、軸孔228方向へ第1ヨーク部220aの第1の軟磁性部232a1が延びる。同様に、第1の軟磁性部252aの左下端部近傍(180°の位置)から垂直上方に第2の軟磁性部232b2が延びる。この二つの軟磁性部(232a1、232b2)が基本技術で示した二つの脚状ヨーク部32に相当する。
FIG. 22 is a diagram (plan view) in which the soft
同様に、第2の磁気コア272は、磁気ヘッド210における本図左上部分に形成されており、ヨーク接続部240の第2の軟磁性部252bが、基本技術で示した板状バックヨーク部31に相当する。この第2の軟磁性部252bの右上端部近傍から垂直下方向に向かって第2の軟磁性部232b1が延びる。同様に、第2の軟磁性部252bの左下端部近傍から水平右方向に軟磁性部232a2が延びる。上述の同様、これら二つの軟磁性部(232a2、232b1)が基本技術で示した脚状ヨーク部32に相当する。
Similarly, the second magnetic core 272 is formed in the upper left part of the figure in the magnetic head 210, and the second soft magnetic part 252b of the
以上のような磁気ヘッド210を備えた測定ユニット200によれば、図4に示したような、磁束96を発生させることができ、また、その磁束96を適切に検出できる。 According to the measurement unit 200 including the magnetic head 210 as described above, the magnetic flux 96 as shown in FIG. 4 can be generated, and the magnetic flux 96 can be detected appropriately.
以上、第1の実施形態によれば、円筒形状の磁気ヘッドの内部と外周部に、内周コイルが巻装されたボビンと、外周コイルが巻装されたボビンをそれぞれ取り付ける構成とすることで、内周コイルと外周コイルを組み込む作業が容易となる。また、非磁性部と軟磁性部を交互に接続したリング形状を有することで、磁気コアの装着性が改善される。つまり、ハンドリングが容易になるとともに、回転軸表面と磁極間のギャップ長の精度を適正にする作業が容易となる。また、回転軸円周方向に配列した複数の磁気コアによって、安定した出力信号が得られる。より具体的には、ゼロ点変動が改善されたり、軸ぶれ対策が容易となる。 As mentioned above, according to 1st Embodiment, it is set as the structure which attaches the bobbin by which the inner peripheral coil was wound, and the bobbin by which the outer periphery coil was wound to the inside and outer peripheral part of a cylindrical-shaped magnetic head, respectively. The work of incorporating the inner and outer peripheral coils becomes easy. Moreover, the mounting property of the magnetic core is improved by having a ring shape in which the nonmagnetic portions and the soft magnetic portions are alternately connected. That is, handling becomes easy, and an operation for making the accuracy of the gap length between the surface of the rotating shaft and the magnetic pole appropriate becomes easy. Further, a stable output signal can be obtained by a plurality of magnetic cores arranged in the circumferential direction of the rotation axis. More specifically, the zero point fluctuation is improved, and the shaft shake countermeasure becomes easy.
ところで、以上の構成の磁気ヘッド210では、励磁のために励磁用内周コイルと励磁用外周コイルの二つのコイルを用い、検出のために検出用内周コイルと検出用外周コイルの二つのコイルを用いるのが好ましい。ここで、励磁用のコイルと検出用のコイルの組合せに幾つか想定できるので、トルクの検出実験を行い、特性を確認したので以下に結果を説明する。 By the way, in the magnetic head 210 having the above configuration, two coils of an inner coil for excitation and an outer coil for excitation are used for excitation, and two coils, an inner coil for detection and an outer coil for detection, are used for detection. Is preferably used. Here, since several combinations of excitation coils and detection coils can be assumed, a torque detection experiment was performed and characteristics were confirmed. The results will be described below.
図23は、トルクセンサの性能実験の結果を示した表である。ここでは、実施例1〜6と、比較例1〜4の、10種類の態様について実験により検討した。本実験では、「トルクの向きの検出」、検出の「感度」、「ゼロ点変動の抑制」の3項目の性能に関して確認した。なお、図中の「○」は「性能が良好」である旨を示し、「△」は「検出可能」又は「実現可能」なレベルである旨を示し、「×」は「検出不可」又は「実現不可能」である旨を示している。 FIG. 23 is a table showing the results of a torque sensor performance experiment. Here, ten types of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 were examined by experiments. In this experiment, the performance of three items of “detection of torque direction”, “sensitivity” of detection, and “suppression of zero point fluctuation” was confirmed. In the figure, “◯” indicates that “performance is good”, “△” indicates that the level is “detectable” or “realizable”, and “×” indicates “not detectable” or It shows that it is “not feasible”.
実施例1〜4は、励磁用内周コイルと励磁用外周コイルの二つのコイルを用い、検出のために検出用内周コイルと検出用外周コイルの二つのコイルを用いた態様であり、各実施例で異なる点は、磁気コアの数である。磁気コアの数は、実施例1では4個、実施例2では3個、実施例3では2個、実施例4では1個である。励磁用コイル及び検出用コイルともに、内周及び外周のコイルがペアの構成である。これによって、基本技術で説明したように、磁気コアの周囲及び回転軸を通る磁束がキャンセルされ、コイルによる磁束は、磁気コア及び回転軸の磁路に集中する。その結果、後述する実施例5、6と比べると磁気的効率が高くなり、トルクの検出感度が向上する。 Examples 1 to 4 are modes in which two coils, an inner coil for excitation and an outer coil for excitation, are used, and two coils, an inner coil for detection and an outer coil for detection, are used for detection. The difference between the embodiments is the number of magnetic cores. The number of magnetic cores is four in the first embodiment, three in the second embodiment, two in the third embodiment, and one in the fourth embodiment. Both the excitation coil and the detection coil have a pair of inner and outer coils. As a result, as described in the basic technology, the magnetic flux passing around the magnetic core and the rotating shaft is canceled, and the magnetic flux generated by the coil is concentrated on the magnetic path of the magnetic core and the rotating shaft. As a result, the magnetic efficiency is higher than in Examples 5 and 6 described later, and the torque detection sensitivity is improved.
実施例1は、基本技術で示した態様と同じであり、4つの磁気コアを有する。なお、4つの磁気コアを有する磁気ヘッドについては、実施形態2で後述する。実施例2は、3つの磁気コアを有する磁気ヘッド、実施例3は、二つの磁気コアの構成となっている。測定ユニットの構成及び磁気コアに発生する磁束について、上述した図3や図5で代表して説明することができる。 Example 1 is the same as the aspect shown in the basic technology, and has four magnetic cores. A magnetic head having four magnetic cores will be described later in a second embodiment. The second embodiment has a magnetic head having three magnetic cores, and the third embodiment has two magnetic cores. The configuration of the measurement unit and the magnetic flux generated in the magnetic core can be described as a representative in FIGS. 3 and 5 described above.
実施例1〜3では、回転軸の磁気特性分布の不均一性の影響が改善され、磁気コア数が多いほど、つまり実施例1、2、3の順番で改善効果が高い。特に実施例1では、上述の回転軸の磁気特性分布の不均一性の影響がほぼ解消された。実施例4では、磁気コア30が一つのみの構成であるため、回転軸90の磁気特性分布の不均一性の影響が改善されず、ゼロ点変動の抑制はできない。また、トルクの検出感度は、実用の範囲ではあるが、良好のレベルには達していない。
In the first to third embodiments, the influence of the non-uniformity of the magnetic characteristic distribution of the rotating shaft is improved, and the improvement effect is higher in the order of the first, second, and third embodiments as the number of magnetic cores increases. In particular, in Example 1, the influence of the non-uniformity of the magnetic characteristic distribution of the rotating shaft was almost eliminated. In the fourth embodiment, since the
実施例5は、図24に示すように、実施例1における検出用のコイルを、検出用内周コイル81のみとした構成の測定ユニット10となっている。ここでは、図5と同一の符号を付してあり、以下に説明する実施例及び比較例でも同様である。この構成の測定ユニット10を採用した場合、励磁用内周コイル71と励磁用外周コイル72の二つのコイルが励磁用コイルとしてペアとなっているため、発生する磁束96は、実施例1と同じになる。したがって、検出用内周コイル81に鎖交する磁束は、実施例1と同じである。その結果、トルクの向きの検出、検出感度、及びゼロ点変動の抑制に関して、良好な結果が得られる。しかし、上述したように、磁気的ノイズに対して影響を受けやすい。
As shown in FIG. 24, the fifth embodiment is a
実施例6では、図25に示すように、実施例1における励磁用のコイルを、励磁用内周コイル71のみとした構成の測定ユニット10となっている。この構成の測定ユニット10を採用した場合、検出用内周コイル81に鎖交する磁束は、磁束(96m+97m)となる。また、検出用外周コイル82に鎖交する磁束は、磁束97mとなる。なお、磁束96mによって誘起される電圧をV96m、磁束97mによって誘起される電圧をV97mと表記し、以下の説明でも同様とする。すると、検出用内周コイル81に鎖交する磁束によって誘起される電圧V81は、V81=V96m+V97mとなる。以下、この電圧V81を「内周コイル誘起電圧V81」という。一方、検出用外周コイル82に鎖交する磁束によって誘起される電圧V82は、V82=V97mである。以下、この電圧V82を「外周コイル誘起電圧V82」という。検出用内周コイル81と検出用外周コイル82とは、検出電流の向きが反対となるように配置されている。したがって、直列接続された検出用内周コイル81と検出用外周コイル82において鎖交磁束により誘起される電圧VOは、内周コイル誘起電圧V81と内周コイル誘起電圧V82の差となる。ゆえに電圧VOは、以下の式により、
VO=V81−V82=(V96m+V97m)−V97m=V96m
となる。
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 25, the
V O = V81−V82 = (V96m + V97m) −V97m = V96m
It becomes.
以上のように、磁気コア30の外周に磁路を形成する磁束97は、相殺されておらず、磁気コア30に効率よく磁束を集中させることができない。したがって、実施例1と比較すると、検出感度が低くなる。なお、検出用内周コイル81と検出用外周コイル82とを、それぞれ適当なコイルの組合せとすることで、検出用内周コイル81と検出用外周コイル82との誘起電圧における磁束97の影響は相殺することができる。また、磁気コア30の磁束96mに対応した誘起電圧が得られ、図10(c)に示したグラフと同様に、トルクの向きによって非対称のカーブで示される磁束となり、トルクの向きが検出できる。
As described above, the magnetic flux 97 that forms the magnetic path on the outer periphery of the
比較例1では、図示はしないが、実施例1における検出用のコイルを、検出用外周コイル82のみとした構成の測定ユニット10とした。この構成では、磁気コア30の磁束が検出用外周コイル82と鎖交せず、その結果、トルクの検出ができない。
In Comparative Example 1, although not shown, the detection unit in Example 1 is configured as the
比較例2では、図26に示すように、実施例1における励磁用のコイルを、励磁用外周コイル72のみとした構成の測定ユニット10となっている。ここでも、図4と同一構成については、同一符号を付してある。この構成の測定ユニット10を採用した場合、検出用内周コイル81に鎖交する磁束は、磁束97nとなる。また、検出用外周コイル82に鎖交する磁束は、磁束(96n+97n)となる。検出用内周コイル81に鎖交する磁束によって誘起される電圧V81は、V81=V97nであり、検出用外周コイル82に鎖交する磁束によって誘起される電圧V82は、V82=(V96n+V97n)である。以下、この電圧V82を「外周コイル誘起電圧V82」という。検出用内周コイル81と検出用外周コイル82とは、検出電流の向きが反対となるように配置されている。したがって、直列接続された検出用内周コイル81と検出用外周コイル82において鎖交磁束により誘起される電圧VOは、内周コイル誘起電圧V81と内周コイル誘起電圧V82の差となる。ゆえに電圧VOは、以下の式により、
VO=V81−V82=V97n−(V96n+V97n)=−V96n
となる。
In Comparative Example 2, as shown in FIG. 26, the
V O = V81−V82 = V97n− (V96n + V97n) = − V96n
It becomes.
以上のように、磁気コア30の外周に磁路を形成する磁束97nは、相殺されておらず、磁気コア30に効率よく磁束を集中させることができない。したがって、実施例1と比較すると、検出感度が低くなる。なお、検出用内周コイル81と検出用外周コイル82とを、それぞれ適当なコイルの組合せとすることで、検出用内周コイル81と検出用外周コイル82との誘起電圧における磁束97の影響は相殺することができる。また、磁気コア30を通る磁束96nは、磁気コア30の二つの脚状ヨーク部32間で、回転軸90をほとんど通らず、磁気コア30を取り囲むように回り込んでいる。そのため、回転軸90の透磁率変化に対応する磁束成分をほとんど含んでいない。したがって、誘起電圧96nは得られるが、回転軸90の透磁率変化に対応する電圧成分がほとんどないため、トルクの向きを検出することは困難である。
As described above, the
比較例3では、図27に示すように、実施例1における励磁用のコイルを、励磁用内周コイル71のみとし、検出用のコイルを検出用内周コイル81のみとした構成の測定ユニット10となっている。励磁用内周コイル71による磁束は、図6において説明した磁束96m、97mと同様であるので、検出用内周コイル81に鎖交する磁束は、磁束(96m+97m)となる。したがって、検出用内周コイル81に鎖交する磁束によって誘起される電圧V81は、V81=V96m+V97mとなる。
In Comparative Example 3, as shown in FIG. 27, the
以上のように、磁気コア30の外周に磁路を形成する磁束97mは、相殺されておらず、磁気コア30に効率よく磁束を集中させることができない。したがって、実施例1と比較すると、検出感度が低くなる。また、検出用内周コイル81だけでは、検出用内周コイル81の誘起電圧における磁束97mの影響は相殺することができない。したがって、トルクの向きを検出することは困難である。
As described above, the
比較例4では、図28に示すように、励磁用のコイル98aと検出用のコイル98bとを、磁気コア30の脚状ヨーク部32に設けている。この構成の測定ユニット10の場合、各磁気コア30毎にコイルを巻くために、工数が増大してしまいコスト増を招く。また、コイルの部品数が多くなってしまう。さらに、回転軸90の磁気的不均一性に起因して、磁気コア毎に検出される出力にバラツキが発生してしまい、ゼロ点変動の抑制が非常に困難になる。
In the comparative example 4, as shown in FIG. 28, the
(第2の実施形態)
本実施形態では、4つの磁気コアを備える磁気ヘッド及び測定ユニットについて説明する。なお、第1の実施形態と異なる点は、非磁性部と軟磁性部の形成数及び形成位置であり、主にそれら異なる点を説明し、共通する部分については、説明及び図中の符号を省略する。
(Second Embodiment)
In this embodiment, a magnetic head and a measurement unit having four magnetic cores will be described. The difference from the first embodiment is the number and position of formation of the nonmagnetic portion and the soft magnetic portion. The differences are mainly described, and the common portions are denoted by the reference numerals in the description and the drawings. Omitted.
図29は、測定ユニット300の三面図及び断面図であり、図29(a)は平面図、図29(b)は正面図(左側半分)及び断面図(右側半分)、図29(c)は下面図、を示している。測定ユニット300は、第1の実施形態同様に、円筒状の磁気ヘッド310と、磁気ヘッド310の外側に取り付けられた外周ボビン311と、磁気ヘッド310内部に設けられた内周ボビン313とから構成される。
29A and 29B are a three-side view and a cross-sectional view of the
さらに、磁気ヘッド310は、環状の第1ヨーク部320a及び第2ヨーク部320bと、円筒状のヨーク接続部340の3要素から構成される。第1ヨーク部320aと第2ヨーク部320bは、同一の形状であり、ヨーク接続部340の二つの開口に嵌合しする。
Further, the
図30は、第1ヨーク部320aの三面図及び断面図であり、図30(a)は平面図、図30(b)は正面図(左側半分)及び断面図(右側半分)、図30(c)は下面図を示している。第1の実施形態同様に、第1ヨーク部320aは、同心状に大中小の3枚の環が重なったような形状を有する。一番外側に形成されるリング状の部分である外周接続部321には、0°の位置から45°間隔で、8個の貫通孔329が形成されている。
30A and 30B are a three-side view and a cross-sectional view of the
第1ヨーク部320aの軟磁性部は、所定の幅d21で直径の位置に形成されている。具体的には、第1から第4の軟磁性部332a1〜332a4(以下、第1から第4の軟磁性部332a1〜332a4を区別しないときは、単に「軟磁性部332a」という)が、0°の位置から周方向に90°間隔で形成されている。また、それら軟磁性部332aの間には、非磁性部331aが形成され、第1から第4の軟磁性部332a1〜332a4が分離されている。
The soft magnetic part of the
図31は、ヨーク接続部340の三面図及び断面図であり、図31(a)は平面図、図31(b)は正面図(左側半分)及び断面図(右側半分)、図31(c)は下面図を示している。
31A and 31B are a three-side view and a cross-sectional view of the
ヨーク接続部340は、上面視でリング形状を有し、4つの軟磁性部と4つの非磁性部351とが、回転軸方向に45°より少しずれた間隔で交互に配置されている。具体的には、第1の軟磁性部352a1が、本図で0°の位置から45°の位置まで形成される。第2の軟磁性部352a2が、本図で90°の位置から135°の位置まで形成される。第3の軟磁性部352a3が、本図で180°の位置から225°の位置まで形成される。第4の軟磁性部352a4が、本図で270°の位置から315°の位置まで形成される。なお、各軟磁性部352a1〜4のそれぞれの両端部は、第1ヨーク部320aの軟磁性部332aや第2ヨーク部320bの軟磁性部332bと接続するために、所定の幅d31、具体的には、第1ヨーク部320の軟磁性部332aの幅d21の1/2だけ大きくなっている。また、0°の位置から周方向に45°間隔で、8個の貫通孔349が形成されている。
The
そして第1及び第2ヨーク部320a、320bとヨーク接続部340が組み立てられ磁気ヘッド310となる。このとき、第1及び第2ヨーク部320a、320bの第1の
軟磁性部332a1、332b1が45°ずれて、ヨーク接続部340の第1の軟磁性部352a1の両端近傍に嵌合し、第1の磁気コア371を構成する。同様にして、第1及び第2ヨーク部320a、320bの第2〜4の軟磁性部332a2〜332a4、332b2〜332b4が、ヨーク接続部340の第2〜第4の軟磁性部352a1の両端近傍にそれぞれ接続して、第2〜第4の磁気コア372〜374を構成する。これによって、磁気ヘッド310には、第1〜4の磁気コア371〜374が等間隔に形成される。このとき、第1及び第2ヨーク部320a、320bとヨーク接続部340に設けられた貫通孔329、349は、縦方向に繋がって、一組の貫通孔をなす。この貫通孔が8組できており、これら8組の貫通孔をそれぞれボルト締結することで、簡単に磁気ヘッド310を適正に組み立てることができる。さらに外周ボビン311が磁気ヘッド310に取り付けられると、図29に示す測定ユニット300が完成する。この構成の磁気ヘッド310を備える測定ユニット300は、図4や図5の基本技術に示した構成と同様の構成となる。
The first and
以上、第2の実施形態によれば、第1の実施形態における実施例1で示した効果が得られる。 As mentioned above, according to 2nd Embodiment, the effect shown in Example 1 in 1st Embodiment is acquired.
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、図32に示すように、第2の実施形態で示した測定ユニット300をベースに、円筒状のバイアスヨーク410を付加している。ここでは、第2の実施形態で示した測定ユニット300を便宜的に内部測定ユニット300aと称する。円筒状のバイアスヨーク410の内部に、第1及び第2スペーサ446a、446bを介して、内部測定ユニット300aが配された構成を有し、以下、この構成をバイアス付加測定ユニット400と称する。図32は、バイアス付加測定ユニット400の縦断面図を示しており、右半分は、磁路になる部分をハッチングで表している。なお、内部測定ユニット300aは、第2の実施形態で示した構造と同一であるので、その構成部品の説明及び符号については省略する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, as shown in FIG. 32, a cylindrical bias yoke 410 is added based on the
内部測定ユニット300aの上面には、その上面と同じ形状であって中心に回転軸が挿入される軸孔429aを有する環状の第1スペーサ446aが配されている。また、内部測定ユニット300aの下面には、その下面と同じ形状であって中心に回転軸が挿入される軸孔429bを有する環状の第2スペーサ446bが配されている。軸孔429bは、内部測定ユニット300aの中央に形成されている軸孔の直径と同じ大きさである。 On the upper surface of the internal measurement unit 300a, an annular first spacer 446a having the same shape as the upper surface and having a shaft hole 429a into which the rotation shaft is inserted at the center is disposed. Further, an annular second spacer 446b having the same shape as the lower surface and having a shaft hole 429b into which the rotation shaft is inserted at the center is disposed on the lower surface of the internal measurement unit 300a. The shaft hole 429b has the same size as the diameter of the shaft hole formed in the center of the internal measurement unit 300a.
また、第1及び第2スペーサ446a、446bには、内部測定ユニット300aに設けられた固定用の貫通孔445と同じ位置に、8個の貫通孔445が設けられている。また、第1及び第2スペーサ446a、446bは、バイアス付加測定ユニット400と内部測定ユニット300aとを、磁気的に分離可能な材料で形成されており、磁気的な干渉を防止する。 The first and second spacers 446a and 446b are provided with eight through holes 445 at the same positions as the fixing through holes 445 provided in the internal measurement unit 300a. The first and second spacers 446a and 446b are formed of a material that can magnetically separate the biased measurement unit 400 and the internal measurement unit 300a, and prevent magnetic interference.
バイアスヨーク410は、環状の底面と円筒状の側面とが一体となった下側ヨーク端部448bと、下側ヨーク端部448bの側面上側に配された、リング状の磁石447(以下、「リング磁石447」という。)と、リング磁石447の上側に配された環状の上側ヨーク端部448aとを備える。リング磁石447は、永久磁石であり、例えば、下側ヨーク端部448bに接する側がS極、上側ヨーク端部448aに接する側がN極に着磁されている。 The bias yoke 410 includes a lower yoke end portion 448b in which an annular bottom surface and a cylindrical side surface are integrated, and a ring-shaped magnet 447 (hereinafter referred to as “the upper side surface of the lower yoke end portion 448b”). Ring magnet 447 ") and an annular upper yoke end 448a disposed on the upper side of the ring magnet 447. The ring magnet 447 is a permanent magnet. For example, the side in contact with the lower yoke end 448b is magnetized to the S pole, and the side in contact with the upper yoke end 448a is magnetized to the N pole.
下側ヨーク端部448bは、環状の底面中央には、回転軸90が挿入される軸孔428bが形成されており、上側ヨーク端部448aの中央に回転軸90が挿入される軸孔428aが形成されている。それら軸孔428a、428bの大きさは、第1及び第2スペーサ446a、446bと同様に、内部測定ユニット300aの中央に形成されている軸孔328の直径と同じ大きさである。さらに、下側ヨーク端部448bと上側ヨーク端部448aの環状の面には、それぞれ8個の貫通孔445が設けられている。貫通孔445の形成位置は、バイアスヨーク410の軸孔428a、428bと、内部測定ユニット300aの軸孔329とを一致させた状態で、内部測定ユニット300a及び第1及び第2スペーサ446a、446bに設けられた固定用の貫通孔445と同じ位置である。つまり、0°の位置から周方向に45°間隔で、それぞれ8個の貫通孔445が形成される。
The lower yoke end 448b has a shaft hole 428b into which the
したがって、内部測定ユニット300aの貫通孔329とバイアスヨーク410の貫通孔445、第1及び第2スペーサ446a、446bの貫通孔445が縦に繋がって一組の貫通孔445をなし、この縦に繋がった貫通孔445をボルト締結することで、バイアス付加測定ユニット400を容易かつ適当に組み立てることができる。
Accordingly, the through
以上、上述のように、内部測定ユニット300aにリング磁石447を有するリング状のバイアスヨーク410を付加した構成とすることで、バイアス磁束が周方向に均一に分布し、その結果、磁気的ノイズの影響を排除することができ、トルクの検出精度が向上する。 As described above, by adding the ring-shaped bias yoke 410 having the ring magnet 447 to the internal measurement unit 300a, the bias magnetic flux is uniformly distributed in the circumferential direction. As a result, the magnetic noise is reduced. The influence can be eliminated and the torque detection accuracy is improved.
(第4の実施形態)
第4の実施形態では、第3の実施形態同様に、図33に示すように測定ユニット300をベースに、円筒状のバイアスヨーク510を付加している。異なる点は、バイアスヨーク510において、リング磁石557が設けられる位置と、さらに、バイアス用のコイルを二つ設けたことにあり、内部測定ユニット300aを挟むように設けられる二つのスペーサ556a、556bや貫通孔555の位置等は同一である。以下、異なる点を主に説明する。図33は、バイアス付加測定ユニット500の縦断面図を示しており、右半分は、磁路になる部分をハッチングで表している。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, as in the third embodiment, a
バイアスヨーク510は、円筒形状のバイアス用ヨーク接続部558bと、バイアス用ヨーク接続部558b開口に嵌合する環状の上側ヨーク端部558aと、バイアス用ヨーク接続部558bの本図下側の開口に嵌合する環状の下側ヨーク端部558c、下側ヨーク端部558cの下に設けられる固定板556cとを有する。また、下側ヨーク端部558cの中心部分には、回転軸が挿入されるための軸孔526aが設けられており、その軸孔526aにリング磁石557が嵌め込まれている。リング磁石557の中央部分には、所定の大きさの開口528が形成されている。そして、リング磁石557は、第2スペーサ556bと固定板556cの二つの部材によって挟まれ支持される。
The
また、ヨーク接続部558bの内周面には、ボビンに巻かれたバイアス用内周コイル559aが取り付けられている。バイアス用内周コイル559aは、下側ヨーク端部558cの上面に接する位置となっている。また、ヨーク接続部558bの外周面には、バイアス用外周コイル559bが取り付けられている。なお、バイアス用内周コイル559aとバイアス用外周コイル559bとは、ヨーク接続部558bを挟んで対向する位置に配されている。 A bias inner peripheral coil 559a wound around a bobbin is attached to the inner peripheral surface of the yoke connecting portion 558b. Bias inner peripheral coil 559a is in contact with the upper surface of lower yoke end 558c. A biasing outer coil 559b is attached to the outer peripheral surface of the yoke connecting portion 558b. The bias inner peripheral coil 559a and the bias outer peripheral coil 559b are arranged at positions facing each other with the yoke connecting portion 558b interposed therebetween.
以上の様な構成とすることで、バイアス磁束が周方向に均一に分布し、その結果、磁気的ノイズの影響を排除することができ、トルクの検出精度が向上する。また、バイアス用内周コイル559aとバイアス用外周コイル559bに流す電流量を変更することで、バイアス磁束量を容易に調整できる。また、リング磁石557とバイアス用のコイルを併用することで、コイルのみによってバイアス磁束を発生させる場合と比べて、消費電力を抑制できる。ただし、バイアス用のコイルによる磁束に対して、リング磁石557を嵌め込んだ箇所が磁気ギャップとして作用し、磁束漏れが生じるおそれがある。また、バイアス用のコイルは、バイアス用内周コイル559aのみの構成としてもよい。 With the configuration as described above, the bias magnetic flux is uniformly distributed in the circumferential direction. As a result, the influence of magnetic noise can be eliminated, and the torque detection accuracy is improved. In addition, the amount of bias magnetic flux can be easily adjusted by changing the amount of current flowing through the bias inner peripheral coil 559a and the bias outer peripheral coil 559b. Further, by using the ring magnet 557 and the bias coil together, power consumption can be suppressed as compared with the case where the bias magnetic flux is generated only by the coil. However, the portion where the ring magnet 557 is fitted to the magnetic flux generated by the bias coil acts as a magnetic gap, and there is a risk that magnetic flux leakage will occur. Further, the bias coil may be configured by only the bias inner peripheral coil 559a.
(第5の実施形態)
第5の実施形態では、図34に示すように、第4の実施形態におけるバイアス用のコイルの数を一つとして、さらにコイルを設ける位置を、上側ヨーク端部658aの上側としている。リング磁石657の位置や、内部測定ユニット300aを挟むように設けられる二つのスペーサ656a、656b、656cや貫通孔655の位置等は第4の実施形態と同一である。以下、異なる点について説明する。図34は、バイアス付加測定ユニット600の縦断面図を示しており、右半分は、磁路になる部分をハッチングで表している。
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 34, the number of bias coils in the fourth embodiment is one, and the position where the coils are further provided is the upper side of the upper yoke end 658a. The position of the ring magnet 657, the positions of the two spacers 656a, 656b, 656c and the through hole 655 provided so as to sandwich the internal measurement unit 300a are the same as those in the fourth embodiment. Hereinafter, different points will be described. FIG. 34 shows a vertical cross-sectional view of the bias added measurement unit 600, and the right half shows a portion that becomes a magnetic path by hatching.
上側ヨーク接続部658aの上面に、ボビンに巻かれたバイアス用のコイル669を内部に有する円筒部材690が取り付けられている。具体的には、上下に開口を有する円筒形状の第3スペーサ668bと、第3スペーサ668bの上側の開口を塞ぐ環状の固定板668aと、第3スペーサ668bの下側の開口を塞ぐ環状の第4スペーサ668cとを備える。この第4スペーサ668cは、コイル669と上側ヨーク端部658aとを、磁気的に離間させる。また、前記の固定板668aと第4スペーサ668cの環中央には、回転軸90が挿入されるための軸孔が形成されている。それら軸孔は、内部測定ユニット300aの中央の軸孔と同径の形状である。また、円筒部材690には、貫通孔655が形成されており、内部測定ユニット300aと、バイアスヨーク部材610と、円筒部材690とのそれぞれの貫通孔が繋がって一組の貫通孔を形成する。これによって、内部測定ユニット300aと、バイアスヨーク部材610と、円筒部材690とを合わせて固定することができる。
A cylindrical member 690 having a bias coil 669 wound around a bobbin is attached to the upper surface of the upper yoke connecting portion 658a. Specifically, a cylindrical third spacer 668b having upper and lower openings, an annular fixing plate 668a that closes the upper opening of the third spacer 668b, and an annular second opening that closes the lower opening of the third spacer 668b. 4 spacers 668c. The fourth spacer 668c magnetically separates the coil 669 from the upper yoke end 658a. A shaft hole for inserting the
以上の様な構成とすると、バイアス用コイル669に流す電流量を変更することで、バイアス磁束量を容易に調整できる。また、リング磁石657とバイアス用のコイルを併用することで、コイルのみによってバイアス磁束を発生させる場合と比べて、消費電力を抑制できる。 With the above configuration, the amount of bias magnetic flux can be easily adjusted by changing the amount of current flowing through the bias coil 669. Further, by using the ring magnet 657 and the bias coil together, power consumption can be suppressed as compared with the case where the bias magnetic flux is generated only by the coil.
なお、上側ヨーク端部658aと下側ヨーク端部658cの両方に、リング磁石657及びバイアス用コイル669を設ける構成としてもよい。 Note that a ring magnet 657 and a bias coil 669 may be provided on both the upper yoke end 658a and the lower yoke end 658c.
本発明は、磁歪特性を利用するトルクセンサに広く利用できる。 The present invention can be widely used for torque sensors that use magnetostriction characteristics.
30、40、50、60、130、140、150、160、271、272、371〜374 磁気コア
31、41、51、61 板状バックヨーク部
32、42、132、142、152、162 脚状ヨーク部
71、171、214a 励磁用内周コイル
72、172、212a 励磁用外周コイル
81、181、214b 検出用内周コイル
82、182、212b 検出用外周コイル
90 回転軸
92 内周面
99a 同期検波回路
200、300 測定ユニット
210、310 磁気ヘッド
211、311 外周ボビン
213、313 内周ボビン
220a、320a 第1ヨーク部
220b、320b 第2ヨーク部
221、321 外周接続部
222 ボビン収容部
228、428a、428b、429a、429b 軸孔
229、249、329、349、555 貫通孔
231a、231b、251、331a、331b 非磁性部
232、232a1、232a2、232b1、232b2、252a、252b、332a、352a1〜352a4 軟磁性部
240、340 ヨーク接続部
300a 内部測定ユニット
400、500 バイアス付加測定ユニット
446a、556a、656a 第1スペーサ
446b、556b、656b 第2スペーサ
447 リング磁石
448a 上側ヨーク端部
556c 固定板
557 リング磁石
558a 上側ヨーク端部
558b バイアス用ヨーク接続部
559a バイアス用内周コイル
559b バイアス用外周コイル
600 バイアス付加測定ユニット
656a、656b スペーサ
658a 上側ヨーク端部
658c 下側ヨーク端部
668a 固定板
668b 第3スペーサ
668c 第4スペーサ
669 バイアス用コイル
30, 40, 50, 60, 130, 140, 150, 160, 271, 272, 371-374 Magnetic core 31, 41, 51, 61 Plate-shaped back yoke part 32, 42, 132, 142, 152, 162 Leg shape Yoke part 71, 171, 214a Excitation inner peripheral coil 72, 172, 212a Excitation outer peripheral coil 81, 181, 214b Detection inner peripheral coil 82, 182, 212b Detection outer peripheral coil 90 Rotating shaft 92 Inner peripheral surface 99a Synchronous detection Circuit 200, 300 Measuring unit 210, 310 Magnetic head 211, 311 Outer bobbin 213, 313 Inner bobbin 220a, 320a First yoke part 220b, 320b Second yoke part 221, 321 Outer connection part 222 Bobbin housing part 228, 428a, 428b, 429a, 429b Shaft holes 229, 249, 32 9, 349, 555 Through-hole 231a, 231b, 251, 331a, 331b Non-magnetic part 232, 232a1, 232a2, 232b1, 232b2, 252a, 252b, 332a, 352a1-352a4 Soft magnetic part 240, 340 Yoke connection part 300a Internal measurement Unit 400, 500 Bias added measurement unit 446a, 556a, 656a First spacer 446b, 556b, 656b Second spacer 447 Ring magnet 448a Upper yoke end 556c Fixed plate 557 Ring magnet 558a Upper yoke end 558b Bias yoke connection 559a Bias inner peripheral coil 559b Bias outer peripheral coil 600 Bias added measurement unit 656a, 656b Spacer 658a Upper yoke end 658c Lower yoke end 668a Fixed plate 68b third spacer 668c fourth spacers 669 bias coil
Claims (17)
非磁性部と軟磁性部とを周方向に交互に配した円筒状のヨーク接続部と、
該ヨーク接続部の両端に取り付けられる、非磁性部と軟磁性部とを周方向に交互に配した略環状のヨーク部と
を備え、
前記ヨーク接続部の軟磁性部と前記ヨーク部の軟磁性部とで、一組の磁気コアを構成したことを特徴とする磁気コアユニット。 A magnetic core unit used for a torque sensor,
A cylindrical yoke connecting portion in which nonmagnetic portions and soft magnetic portions are alternately arranged in the circumferential direction;
A substantially annular yoke portion, which is attached to both ends of the yoke connecting portion and in which nonmagnetic portions and soft magnetic portions are alternately arranged in the circumferential direction,
A magnetic core unit comprising a set of magnetic cores composed of the soft magnetic part of the yoke connecting part and the soft magnetic part of the yoke part.
二つの前記ヨーク部の前記軸孔側の端面の中央同士を結ぶ線が、前記軸孔の軸方向と所定の角度をなすことを特徴とする請求項2から6までのいずれかに記載の磁気コアユニット。 With the yoke part attached to the end of the yoke connection part,
The magnetism according to any one of claims 2 to 6, wherein a line connecting the centers of the end surfaces of the two yoke portions on the shaft hole side forms a predetermined angle with the axial direction of the shaft hole. Core unit.
前記ヨーク接続部の内周に励磁用内周コイル及び検出用内周コイルとを有し、
前記円筒状のヨーク接続部の外周に励磁用外周コイルと検出用外周コイルとを有する
ことを特徴とするトルクセンサ。 A torque sensor comprising the magnetic core unit according to any one of claims 1 to 10,
An inner circumference coil for excitation and an inner circumference coil for detection on the inner circumference of the yoke connecting portion;
A torque sensor comprising: an outer peripheral coil for excitation and an outer peripheral coil for detection on an outer periphery of the cylindrical yoke connecting portion.
前記所定の角度が+略45°に設定された第1の磁気コアユニットと前記所定の角度とが−略45°に設定された第2の磁気コアユニットとを備えることを特徴とする請求項9に記載のトルクセンサ。 A torque sensor comprising the magnetic core unit according to any one of claims 8 to 10,
The first magnetic core unit in which the predetermined angle is set to about + 45 ° and the second magnetic core unit in which the predetermined angle is set to about −45 °. 9. The torque sensor according to 9.
磁路を形成可能な材料で構成された外装ヨーク部を備え、
該外装ヨーク部は、前記磁気コアユニットを磁気的に離して内部に備えることを特徴とする請求項11又は12に記載のトルクセンサ。 A torque sensor comprising the magnetic core unit according to any one of claims 1 to 10,
It has an exterior yoke part made of a material that can form a magnetic path,
The torque sensor according to claim 11 or 12, wherein the exterior yoke portion includes the magnetic core unit magnetically separated from the inside.
前記外装ヨーク部は、前記外装ヨーク部の一つの端面に設けられ前記ヨーク部の軸孔と略同径の円環状の磁石と、前記外装ヨーク部の内側面に配されたコイルと
を有することを特徴とする請求項13に記載のトルクセンサ。 A torque sensor comprising the magnetic core unit according to any one of claims 1 to 10,
The exterior yoke portion includes an annular magnet provided on one end surface of the exterior yoke portion and having the same diameter as the shaft hole of the yoke portion, and a coil disposed on an inner surface of the exterior yoke portion. The torque sensor according to claim 13.
前記外装ヨーク部の内周面又は外側面に配されたコイルを有することを特徴とする請求項15に記載のトルクセンサ。 A torque sensor comprising the magnetic core unit according to any one of claims 1 to 10,
The torque sensor according to claim 15, further comprising a coil disposed on an inner peripheral surface or an outer surface of the exterior yoke portion.
前記外装ヨーク部の一つの端面に設けられ、前記ヨーク部の軸孔と略同径の円環状の磁石と、
前記外装ヨーク部の他方の端面に、前記外装ヨーク部と磁気的に分離した状態で設けられたコイルと、
を有することを特徴とすると請求項13に記載のトルクセンサ。
A torque sensor comprising the magnetic core unit according to any one of claims 1 to 10,
An annular magnet provided on one end surface of the exterior yoke portion, having an approximately same diameter as the shaft hole of the yoke portion;
A coil provided on the other end face of the exterior yoke portion in a state of being magnetically separated from the exterior yoke portion;
The torque sensor according to claim 13, wherein
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Cited By (3)
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KR20170022858A (en) * | 2016-04-29 | 2017-03-02 | 엘지이노텍 주식회사 | Rotor, torque sensor and electronic power steering system including the same |
JP2019105473A (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-27 | 多摩川精機株式会社 | Torque detection device |
JP2019211334A (en) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 多摩川精機株式会社 | Core structure and strain detector for detecting change of magnetic permeability |
-
2007
- 2007-02-22 JP JP2007042114A patent/JP2008203183A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170022858A (en) * | 2016-04-29 | 2017-03-02 | 엘지이노텍 주식회사 | Rotor, torque sensor and electronic power steering system including the same |
KR102224462B1 (en) | 2016-04-29 | 2021-03-08 | 엘지이노텍 주식회사 | Rotor, torque sensor and electronic power steering system including the same |
JP2019105473A (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-27 | 多摩川精機株式会社 | Torque detection device |
JP2019211334A (en) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 多摩川精機株式会社 | Core structure and strain detector for detecting change of magnetic permeability |
JP7099699B2 (en) | 2018-06-05 | 2022-07-12 | 多摩川精機株式会社 | Core structure and strain detector for detecting changes in permeability |
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