JP2012032198A - トルクセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によるトルクセンサは、軸(1)の外周(1a)に軸方向(A)に離間する一対のロータ(2,3)を設け、この各ロータ(2,3)に対向して周方向に一対の第1、第2系統目ステータコア(10,20)を設け、前記軸(1)にトルクが発生した場合に、一方のロータ(3)が回転するため、正常時と歪み発生時における各合成出力電圧(V1,V2)の差の電圧差(V)を用いて軸(1)のトルクを検出する構成である。
【選択図】図1
Description
すなわち、トーションバーの軸方向に沿って、一対のレゾルバを配設し、トーションバーにかかるトルクの変化を検出しているため、トーションバーの全周でかつ所定の軸方向範囲にわたってレゾルバが位置を占めることになり、独立したレゾルバが一対必要となると共に、各レゾルバに高精度あるいは同一の誤差波形を有する必要があり、コストも高く、全体形状も小型化が困難であった。
すなわち、軸の外周に設けられ互いに軸方向に沿って離間する第1、第2ロータと、前記第1、第2ロータの外周に所定間隔で形成された凹部及び凸部と、前記第1、第2ロータの外側に固定配置されたステータコア体と、前記ステータコア体に設けられ前記第1、第2ロータに対応する第1、第2ステータ歯を有する第1系統目ステータコアと、前記ステータコア体に設けられ前記第1、第2ロータに対応する第3、第4ステータ歯を有する第2系統目ステータコアと、前記第1〜第4ステータ歯に設けられ励磁巻線及び出力巻線からなるステータ巻線と、からなり、前記第1系統目ステータコアと前記第2系統目ステータコアとは、前記各ロータの周方向に沿って互いに離間し、前記第1系統目ステータコアと前記第2系統目ステータコアは、前記各ロータの前記凹部と凸部に対して互いに逆位相位置に配設され、前記軸にトルクが発生して前記各ロータ間における凹部及び凸部の対応位置が変化し、前記第1ロータに対応する前記各出力巻線の出力による第1合成出力電圧と前記第2ロータに対応する前記各出力巻線の出力による第2合成出力電圧との間に発生する電圧差を用いて前記軸にかかるトルクを検出することにより、従来2つ必要であったレゾルバを1個にまとめることができ、かつ、出力電圧値の変化をねじれ角に換算して、軸にかかるトルクを検出することができ、安価で小型のトルクセンサを得ることができる。
また、前記第1系統目ステータコアと前記第2系統目ステータコアとは、一体に形成されて前記ステータコア体を構成していることにより、より小型で、取付けの容易な構成とすることができる。
また、前記ステータコア体は複数個配設されて冗長系を構成していることにより、簡単に冗長系のトルクセンサを得ることができる。
図1において、符号1で示されるものは、トーションバーからなる、例えば、車輌のステアリング装置に設けられている軸であり、この軸1の外周1aには、その軸方向Aに沿って互いに離間した状態で一対の第1、第2ロータ2,3が設けられている。
前記各ロータ2,3は、軸方向Aに沿う断面では断面L字型をなすように構成され、各ロータ2,3間には、互いに離間するための間隙Dが形成されていると共に、各ロータ2,3は連続した断面構成としては、凹形を形成している。
すなわち、図2の各系統目ステータコア10,20の上段、すなわち、第1、第3ステータ歯10A,20Aのステータ巻線11,21から得られる出力電圧の電圧レベルと、各系統目ステータコイル10.20の下段、すなわち、第2、第4ステータ歯10B,20Bのステータ巻線12,22から得られる出力電圧の電圧レベルとは、異なる状態となり、その差分である電圧差V(図3で示される)をねじれ角度として検出し、トルクに換算することができる。
前述の各系統目ステータコア10,20の各ステータ歯10A,10Bと各ロータ2,3の対向関係が、図2の(A)及び図3、すなわち、軸1にトルクが付加されていない時においては、各系統目ステータコア10,20の励磁による磁束φの大きさが正常であるため、第1、第2系統電源を合成すると、第1合成出力電圧V2(点線で示す)が得られる。
この電圧差Vの大きさに基づき、周知の演算によって角度に変換した後、トルクに変換することができる。
1a 外周
2 第1ロータ
2A 凹部
2B 凸部
3 第2ロータ
3A 凹部
3B 凸部
10 第1系統目ステータコア
10A 第1ステータ歯
10B 第2ステータ歯
11,12 ステータ巻線
20 第2系統目ステータコア
20A 第3ステータ歯
20B 第4ステータ歯
21,22 ステータ巻線
100 ステータコア体
100a 一端
100b 他端
A 軸方向
D 間隙
G ギャップ
φ 磁束
M 励磁巻線
N 出力巻線
Claims (3)
- 軸(1)の外周(1a)に設けられ互いに軸方向(A)に沿って離間する第1、第2ロータ(2,3)と、前記第1、第2ロータ(2,3)の外周に所定間隔で形成された凹部(2A,3A)及び凸部(2B,3B)と、前記第1、第2ロータ(2,3)の外側に固定配置されたステータコア体(100)と、前記ステータコア体(100)に設けられ前記第1、第2ロータ(2,3)に対応する第1、第2ステータ歯(10A,10B)を有する第1系統目ステータコア(10)と、前記ステータコア体(100)に設けられ前記第1、第2ロータ(2,3)に対応する第3、第4ステータ歯(20A,20B)を有する第2系統目ステータコア(20)と、前記第1〜第4ステータ歯(10A,10B,20A,20B)に設けられ励磁巻線(M)及び出力巻線(N)からなるステータ巻線(11,12,21,22)と、からなり、
前記第1系統目ステータコア(10)と前記第2系統目ステータコア(20)とは、前記各ロータ(2,3)の周方向に沿って互いに離間し、前記第1系統目ステータコア(10)と前記第2系統目ステータコア(20)は、前記各ロータ(2,3)の前記凹部(2A,3A)と凸部(2B,3B)に対して互いに逆位相位置に配設され、前記軸(1)にトルクが発生して前記各ロータ(2,3)間における凹部(2A,3A)及び凸部(2B,3B)の対応位置が変化し、前記第1ロータ(2)に対応する前記各出力巻線(N)の出力による第1合成出力電圧(V1)と前記第2ロータ(3)に対応する前記各出力巻線(N)の出力による第2合成出力電圧(V2)との間に発生する電圧差(V)を用いて前記軸(1)にかかるトルクを検出することを特徴とするトルクセンサ。 - 前記第1系統目ステータコア(10)と前記第2系統目ステータコア(20)とは、一体に形成されて前記ステータコア体(100)を構成していることを特徴とする請求項1記載のトルクセンサ。
- 前記ステータコア体(100)は複数個配設されて冗長系を構成していることを特徴とする請求項1又は2記載のトルクセンサ。
Priority Applications (1)
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JP2010170100A JP2012032198A (ja) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | トルクセンサ |
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JP (1) | JP2012032198A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012111415A1 (ja) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | 株式会社ジェイテクト | トルク検出装置および電動パワーステアリング装置 |
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JP2002228529A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-14 | Koyo Seiko Co Ltd | トルク検出装置及び舵取装置 |
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-
2010
- 2010-07-29 JP JP2010170100A patent/JP2012032198A/ja active Pending
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