JP2566640B2 - トルク測定装置 - Google Patents
トルク測定装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はトルク測定装置に関し、農業機械、自動車、
産業機械その他のトルク伝達を行う軸を有するものに利
用可能なトルク測定装置に関する。
産業機械その他のトルク伝達を行う軸を有するものに利
用可能なトルク測定装置に関する。
従来の技術 従来のこの種のトルク測定装置として、特許第169326
号明細書や特開昭63−163243号公報などに開示されるも
のがある。これは、第11図に示すように、軟磁性および
磁歪性を有する軸１の外周に、この軸１の軸心の方向と
±約45度の角度をなして互いに反対方向に傾斜する一対
の磁気異方性部2,3を、軸心の方向に距離をおいて、多
数の加工溝やアモルファス磁性薄帯などによって構成
し、各磁気異方性部2,3の周囲に励磁コイル4,5および検
出コイル6,7をそれぞれ配置したものである。８は磁束
を示す。
号明細書や特開昭63−163243号公報などに開示されるも
のがある。これは、第11図に示すように、軟磁性および
磁歪性を有する軸１の外周に、この軸１の軸心の方向と
±約45度の角度をなして互いに反対方向に傾斜する一対
の磁気異方性部2,3を、軸心の方向に距離をおいて、多
数の加工溝やアモルファス磁性薄帯などによって構成
し、各磁気異方性部2,3の周囲に励磁コイル4,5および検
出コイル6,7をそれぞれ配置したものである。８は磁束
を示す。
このような構成によれば、伝達トルクにもとづく各磁
気異方性部2,3での透磁率の変化が検出コイル6,7にて検
出されることにより、軸１に作用するトルクの値が求め
られる。
気異方性部2,3での透磁率の変化が検出コイル6,7にて検
出されることにより、軸１に作用するトルクの値が求め
られる。
発明が解決しようとする課題 しかし、検出コイル6,7によるトルク検出電圧VOは、
実際には第12図に示すような大きなヒステリシス特性を
示す。すなわち、第12図において、フルスケールの検出
電圧VFSとトルクゼロのときのヒステリシス電圧VHYSと
の比をとって百分率で表わしたヒステリシス電圧HYSを
求めると、 HYS＝（VHYS/VFS）×100 ＝３〜10％ にもなる。
実際には第12図に示すような大きなヒステリシス特性を
示す。すなわち、第12図において、フルスケールの検出
電圧VFSとトルクゼロのときのヒステリシス電圧VHYSと
の比をとって百分率で表わしたヒステリシス電圧HYSを
求めると、 HYS＝（VHYS/VFS）×100 ＝３〜10％ にもなる。
このような大きなヒステリス特性を示すのは、第11図
から明らかなように、磁束８が、磁気特性が制御された
磁気異方性部2,3のみならず磁気特性が制御されていな
いランダム結晶磁気異方性部９をも通過することから、
このランダム結晶磁気異方性部９が検出特性に影響を及
ぼすためである。
から明らかなように、磁束８が、磁気特性が制御された
磁気異方性部2,3のみならず磁気特性が制御されていな
いランダム結晶磁気異方性部９をも通過することから、
このランダム結晶磁気異方性部９が検出特性に影響を及
ぼすためである。
そこで本発明はこのような問題点を解決し、ヒステリ
シス特性を改善することができるトルク測定装置を提供
することを目的とする。
シス特性を改善することができるトルク測定装置を提供
することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するため本発明は、 トルク伝達軸の表面層に軸心方向と角度をなす方向の
磁気異方性部を形成するとともに、トルク作用時におけ
る前記磁気異方性部の透磁率の変化を、この磁気異方性
部の周囲に配置したコイルにて検出するようにしたトル
ク測定装置において、 前記磁気異方性部に隣接して、磁気抵抗を大きくした
部分を、スキンデプス以上の深さに形成したものであ
る。
磁気異方性部を形成するとともに、トルク作用時におけ
る前記磁気異方性部の透磁率の変化を、この磁気異方性
部の周囲に配置したコイルにて検出するようにしたトル
ク測定装置において、 前記磁気異方性部に隣接して、磁気抵抗を大きくした
部分を、スキンデプス以上の深さに形成したものであ
る。
また本発明によれば、コイルの外側にシールドヨーク
を設けて、磁気抵抗を大きくした部分の磁気抵抗より
も、軸の表面からシールドヨークの端面までのエアギャ
ップの磁気抵抗の方が小さくなるように構成することが
できる。
を設けて、磁気抵抗を大きくした部分の磁気抵抗より
も、軸の表面からシールドヨークの端面までのエアギャ
ップの磁気抵抗の方が小さくなるように構成することが
できる。
磁気抵抗を大きくした部分は、（ｉ）軸の周方向に磁
化容易方向を持つ磁気異方性が付与された構成とした
り、（ii）磁気異方性部に隣接して、スキンデプス以上
の深さに形成された周方向の溝と、この溝の中に設けら
れたリング、コイルなどの環状の非磁性良導体とで構成
したり、（iii）軸の周方向に形成された浸炭層や圧縮
残留応力保持層などの硬化層で構成したり、あるいは
（iv）軸材料に不純物が添加された構成としたりするこ
とができる。
化容易方向を持つ磁気異方性が付与された構成とした
り、（ii）磁気異方性部に隣接して、スキンデプス以上
の深さに形成された周方向の溝と、この溝の中に設けら
れたリング、コイルなどの環状の非磁性良導体とで構成
したり、（iii）軸の周方向に形成された浸炭層や圧縮
残留応力保持層などの硬化層で構成したり、あるいは
（iv）軸材料に不純物が添加された構成としたりするこ
とができる。
作用 このような構成によれば、通常、コイルの励磁周波数
は５〜100KHz程度であるので、このコイルの磁束は、軸
表面層におけるスキンデプスの範囲内、すなわちごく浅
い部分を通過するのであるが、磁気抵抗を大きくした部
分では通過が困難になる。このため、磁気特性が制御さ
れた磁気異方性部を通過した磁束は、この磁気抵抗を大
きくした部分の存在により、磁気特性が制御されていな
いランダム結晶磁気異方性部へ入り込みにくくなる。よ
って、コイルの検出電圧に大きなヒステリシス特性が現
われることが防止される。
は５〜100KHz程度であるので、このコイルの磁束は、軸
表面層におけるスキンデプスの範囲内、すなわちごく浅
い部分を通過するのであるが、磁気抵抗を大きくした部
分では通過が困難になる。このため、磁気特性が制御さ
れた磁気異方性部を通過した磁束は、この磁気抵抗を大
きくした部分の存在により、磁気特性が制御されていな
いランダム結晶磁気異方性部へ入り込みにくくなる。よ
って、コイルの検出電圧に大きなヒステリシス特性が現
われることが防止される。
また、コイルの外側にシールドヨークを設けて、磁気
抵抗を大きくした部分の磁気抵抗よりも、軸の表面から
シールドヨークの端面までのエアギャップの磁気抵抗の
方を小さくすることが可能である。こうすることによ
り、コイルのまわりの各部分のうち、磁気抵抗を大きく
した部分の磁気抵抗が最大になり、ランダム結晶磁気異
方性部への磁束の漏れがきわめて小さくなる。
抵抗を大きくした部分の磁気抵抗よりも、軸の表面から
シールドヨークの端面までのエアギャップの磁気抵抗の
方を小さくすることが可能である。こうすることによ
り、コイルのまわりの各部分のうち、磁気抵抗を大きく
した部分の磁気抵抗が最大になり、ランダム結晶磁気異
方性部への磁束の漏れがきわめて小さくなる。
一対の磁気異方性部を形成してトルクを検出する場合
に、磁気抵抗を大きくした部分の存在により、両磁気異
方性部が互いに相手方の検出特性に及ぼす影響が少なく
なる。このため、検出特性の直線性の向上が可能とな
り、また両磁気異方性部どうしの間隔をきわめて狭くす
ることが可能になって装置の小型化が達成される。
に、磁気抵抗を大きくした部分の存在により、両磁気異
方性部が互いに相手方の検出特性に及ぼす影響が少なく
なる。このため、検出特性の直線性の向上が可能とな
り、また両磁気異方性部どうしの間隔をきわめて狭くす
ることが可能になって装置の小型化が達成される。
実施例 第１図は本発明のトルク測定装置の第１実施例を示
す。ここで、11はトルク伝達用の軸であり、軟磁性およ
び磁歪性が付与されている。軸11の表面層の外周には、
軸心方向に距離をおいて、一対の磁気異方性部12,13が
形成されている。この磁気異方性部12,13は、軸11の表
面層に形成された多数の加工溝や、軸11の表面に接着さ
れた多数のアモルファス磁性薄帯などにて構成され、軸
心方向に対して互いに反対方向に傾斜して、±約45度の
方向に磁気異方性が付与されている。
す。ここで、11はトルク伝達用の軸であり、軟磁性およ
び磁歪性が付与されている。軸11の表面層の外周には、
軸心方向に距離をおいて、一対の磁気異方性部12,13が
形成されている。この磁気異方性部12,13は、軸11の表
面層に形成された多数の加工溝や、軸11の表面に接着さ
れた多数のアモルファス磁性薄帯などにて構成され、軸
心方向に対して互いに反対方向に傾斜して、±約45度の
方向に磁気異方性が付与されている。
各磁気異方性部12,13の周囲には、励磁コイル14およ
び検出コイル15がそれぞれ設けられている。励磁コイル
14には５〜100KHz程度の交流電流が供給される。16は磁
束である。
び検出コイル15がそれぞれ設けられている。励磁コイル
14には５〜100KHz程度の交流電流が供給される。16は磁
束である。
各磁気異方性部12,13に隣接する軸表面層には、軸心
方向の磁気抵抗を大きくした部分17がそれぞれ形成され
ている。この軸心方向の磁気抵抗を大きくした部分17
は、周方向に磁化容易方向を持つように磁気異方性が付
与された構成となっており、たとえば軸心方向に複数が
形成された周方向の加工溝や、周方向のアモルファス磁
性薄帯などにて形成されている。また磁気抵抗を大きく
した部分17は、磁気異方性部12,13とともに、スキンデ
プス以上の深さ、すなわち軸11の表面層における磁束16
が通過する部分の深さよりも深く形成されている。前述
のように励磁電流として10KHz程度かつ100mAPP程度の交
流電流を利用した場合にはスキンデプスは0.1〜0.2mm程
度となり、それ以上深い部分には磁束16は入り込まな
い。したがって、たとえば軸心方向の磁気抵抗を大きく
した部分17を加工溝で形成する部分には、励磁条件を上
記の通りとして、軸径の大小にかかわらず深さ1mm程度
の溝を形成すれば十分である。またこのとき、軸心方向
における各加工溝の配列ピッチは約1mm程度、軸心方向
の磁気抵抗を大きくした部分17の軸心方向の幅は約5mm
程度が、それぞれ適当である。なお、軸11において、18
はランダム結晶磁気異方性部である。
方向の磁気抵抗を大きくした部分17がそれぞれ形成され
ている。この軸心方向の磁気抵抗を大きくした部分17
は、周方向に磁化容易方向を持つように磁気異方性が付
与された構成となっており、たとえば軸心方向に複数が
形成された周方向の加工溝や、周方向のアモルファス磁
性薄帯などにて形成されている。また磁気抵抗を大きく
した部分17は、磁気異方性部12,13とともに、スキンデ
プス以上の深さ、すなわち軸11の表面層における磁束16
が通過する部分の深さよりも深く形成されている。前述
のように励磁電流として10KHz程度かつ100mAPP程度の交
流電流を利用した場合にはスキンデプスは0.1〜0.2mm程
度となり、それ以上深い部分には磁束16は入り込まな
い。したがって、たとえば軸心方向の磁気抵抗を大きく
した部分17を加工溝で形成する部分には、励磁条件を上
記の通りとして、軸径の大小にかかわらず深さ1mm程度
の溝を形成すれば十分である。またこのとき、軸心方向
における各加工溝の配列ピッチは約1mm程度、軸心方向
の磁気抵抗を大きくした部分17の軸心方向の幅は約5mm
程度が、それぞれ適当である。なお、軸11において、18
はランダム結晶磁気異方性部である。
このような構成によれば、コイル14,15のまわりに形
成される磁束16は、磁気異方性部12,13を通過するが、
これら磁気異方性部12,13に隣接して軸心方向への磁気
抵抗を大きくした部分17が設けられていることから、ヒ
ステリシスの発生原因となるランダム結晶磁気異方性部
18に入り込む磁束を少なくすることができる。このた
め、第２図に示すようにヒステリシス性能の良好な検出
特性を得ることができる。具体的には、前述のHYSの値
が、 HYS＝１〜３％ 程度になる。また軸心方向の磁気抵抗を大きくした部分
17が存在することにより、磁気異方性部12,13どうしが
互いに相手方に影響を及ぼすことがなく、検出特性の直
線性が向上して測定精度が良好になる。
成される磁束16は、磁気異方性部12,13を通過するが、
これら磁気異方性部12,13に隣接して軸心方向への磁気
抵抗を大きくした部分17が設けられていることから、ヒ
ステリシスの発生原因となるランダム結晶磁気異方性部
18に入り込む磁束を少なくすることができる。このた
め、第２図に示すようにヒステリシス性能の良好な検出
特性を得ることができる。具体的には、前述のHYSの値
が、 HYS＝１〜３％ 程度になる。また軸心方向の磁気抵抗を大きくした部分
17が存在することにより、磁気異方性部12,13どうしが
互いに相手方に影響を及ぼすことがなく、検出特性の直
線性が向上して測定精度が良好になる。
第３図は本発明のトルク測定装置の第２実施例を示
す。ここでは、励磁コイル14および検出コイル15の外側
に磁気シールドヨーク19を設けた構成となっている。磁
気シールドヨーク19の幅は磁気異方性部12,13の幅より
も小さく形成されており、したがって磁束の通過経路は
図示のようになる。
す。ここでは、励磁コイル14および検出コイル15の外側
に磁気シールドヨーク19を設けた構成となっている。磁
気シールドヨーク19の幅は磁気異方性部12,13の幅より
も小さく形成されており、したがって磁束の通過経路は
図示のようになる。
第４図は、第３図における磁気異方性部13およびその
周辺を詳細に示したものである。ここで、磁気異方性部
13および軸心方向の磁気抵抗を大きくした部分17は、い
ずれも加工溝にて形成されているものとする。一般に軸
11の材料は加工溝の方向に磁化しやすい傾向があり、こ
のため第３図において、また同様に第１図においても、
それぞれ概略的に示した磁束16の通路は、詳しくはこの
磁化が容易な方向、すなわち磁気異方性部13における加
工溝の方向に沿って形成される。
周辺を詳細に示したものである。ここで、磁気異方性部
13および軸心方向の磁気抵抗を大きくした部分17は、い
ずれも加工溝にて形成されているものとする。一般に軸
11の材料は加工溝の方向に磁化しやすい傾向があり、こ
のため第３図において、また同様に第１図においても、
それぞれ概略的に示した磁束16の通路は、詳しくはこの
磁化が容易な方向、すなわち磁気異方性部13における加
工溝の方向に沿って形成される。
軸11の材料は、上記とは反対に加工溝の方向と直角な
方向には磁化しにくい性質を有する。したがって、軸心
方向の磁気抵抗を大きくした部分17は、図示のように周
方向の加工溝を形成することによって、この加工溝の方
向と直角をなす軸心方向の磁気抵抗を大きくすることが
できる。第１図に示すように、軸心方向の磁気抵抗を大
きくした部分17に仮に磁束16が入り込んだとしても、こ
の磁束16はそのほとんどが加工溝の方向に通過するた
め、ランダム結晶磁気異方性部18への磁束16の入り込み
が少なくなる。
方向には磁化しにくい性質を有する。したがって、軸心
方向の磁気抵抗を大きくした部分17は、図示のように周
方向の加工溝を形成することによって、この加工溝の方
向と直角をなす軸心方向の磁気抵抗を大きくすることが
できる。第１図に示すように、軸心方向の磁気抵抗を大
きくした部分17に仮に磁束16が入り込んだとしても、こ
の磁束16はそのほとんどが加工溝の方向に通過するた
め、ランダム結晶磁気異方性部18への磁束16の入り込み
が少なくなる。
第４図において、軸心方向の磁気抵抗を大きくした部
分17、磁気異方性部13、ランダム結晶磁気異方性部18、
軸11の表面と磁気シールドヨーク19の端面との間のエア
ギャップ20、および磁気シールドヨーク19の磁気抵抗を
それぞれR1,R2,R3,R4,R5とすると、一般にR5≪R2,R3＜R
1＜R4なる関係が成立する。ところが、励磁コイル14を
前述のような高周波で励磁すれば、軸材ではスキンデプ
ス効果により磁束16が通過する部分の断面積が小さくな
り、R1,R2,R3が大きくなる。その結果、高周波で励磁す
ることによって、R5≪R2,R3＜R4＜R1とすることができ
る。すなわち、各部の磁気抵抗の中で、軸心方向の磁気
抵抗を大きくした部分17の磁気抵抗R1を最大にできて、
ランダム結晶磁気異方性部18への磁束の漏れを小さくす
ることが可能である。また、このためには、図示のよう
に、磁気シールドヨーク19を両軸心方向の磁気抵抗を大
きくした部分17,17の内側に配置することが必要であ
る。
分17、磁気異方性部13、ランダム結晶磁気異方性部18、
軸11の表面と磁気シールドヨーク19の端面との間のエア
ギャップ20、および磁気シールドヨーク19の磁気抵抗を
それぞれR1,R2,R3,R4,R5とすると、一般にR5≪R2,R3＜R
1＜R4なる関係が成立する。ところが、励磁コイル14を
前述のような高周波で励磁すれば、軸材ではスキンデプ
ス効果により磁束16が通過する部分の断面積が小さくな
り、R1,R2,R3が大きくなる。その結果、高周波で励磁す
ることによって、R5≪R2,R3＜R4＜R1とすることができ
る。すなわち、各部の磁気抵抗の中で、軸心方向の磁気
抵抗を大きくした部分17の磁気抵抗R1を最大にできて、
ランダム結晶磁気異方性部18への磁束の漏れを小さくす
ることが可能である。また、このためには、図示のよう
に、磁気シールドヨーク19を両軸心方向の磁気抵抗を大
きくした部分17,17の内側に配置することが必要であ
る。
第５図は本発明のトルク測定装置の第３実施例を示
す。ここでは、磁気抵抗を大きくした部分17として、磁
気異方性部12,13の端部に沿って周方向に溝21を形成
し、この溝21に、環状の非磁性良導体22をはめ込んでい
る。このような構成によれば、非磁性良導体22にもとづ
く電磁誘導によって、軸心方向の磁気抵抗が付与され
る。第６図に詳細に示すように、溝21は半円状の断面に
形成され、その深さｈはスキンデプス以上の深さ、たと
えば1mm程度であれば十分である。この溝21に、直径2mm
程度の銅製、アルミニウム製などのリング体からなる非
磁性良導体22がはめ込まれる。この場合、銅やアルミニ
ウムの電気抵抗率は、軸材料として通常用いられる鉄鋼
材料のそれの約10分の１程度とすることができる。この
ため、この良導体22による電磁誘導を効果的に発生させ
ることが可能である。
す。ここでは、磁気抵抗を大きくした部分17として、磁
気異方性部12,13の端部に沿って周方向に溝21を形成
し、この溝21に、環状の非磁性良導体22をはめ込んでい
る。このような構成によれば、非磁性良導体22にもとづ
く電磁誘導によって、軸心方向の磁気抵抗が付与され
る。第６図に詳細に示すように、溝21は半円状の断面に
形成され、その深さｈはスキンデプス以上の深さ、たと
えば1mm程度であれば十分である。この溝21に、直径2mm
程度の銅製、アルミニウム製などのリング体からなる非
磁性良導体22がはめ込まれる。この場合、銅やアルミニ
ウムの電気抵抗率は、軸材料として通常用いられる鉄鋼
材料のそれの約10分の１程度とすることができる。この
ため、この良導体22による電磁誘導を効果的に発生させ
ることが可能である。
第７図は本発明のトルク測定装置の第４実施例を示
す。ここで、矩形断面の溝21に非磁性良導体22としての
コイル23が巻付けられている。溝21は第５図および第６
図の実施例の場合と同様に1mm程度の深さに形成され、
コイル23としては、直径0.1mm程度の銅線やアルミニウ
ム線を100ターン程度巻付けたものが用いられる。この
場合も、電磁誘導の作用によって軸心方向への磁気抵抗
が付与される。
す。ここで、矩形断面の溝21に非磁性良導体22としての
コイル23が巻付けられている。溝21は第５図および第６
図の実施例の場合と同様に1mm程度の深さに形成され、
コイル23としては、直径0.1mm程度の銅線やアルミニウ
ム線を100ターン程度巻付けたものが用いられる。この
場合も、電磁誘導の作用によって軸心方向への磁気抵抗
が付与される。
第８図は本発明のトルク測定装置の第５実施例を示
す。ここでは、磁気異方性部12,13の端部に沿った周方
向に、磁化層としての圧縮残留応力保持層24を形成して
いる。この圧縮残留応力保持層24は、たとえば軸材をロ
ール加工することによって形成できる。このような構成
であると、軸材の透磁率はその硬度すなわち圧縮残留応
力の大きさに反比例して小さくなり、透磁率が小さくな
るとその部分は磁気抵抗として作用するため、この圧縮
残留応力保持層24が磁気抵抗を大きくした部分17として
の役割を果たす。なお、圧縮残留応力保持層24の圧縮加
工しろは0.1mm程度で十分である。
す。ここでは、磁気異方性部12,13の端部に沿った周方
向に、磁化層としての圧縮残留応力保持層24を形成して
いる。この圧縮残留応力保持層24は、たとえば軸材をロ
ール加工することによって形成できる。このような構成
であると、軸材の透磁率はその硬度すなわち圧縮残留応
力の大きさに反比例して小さくなり、透磁率が小さくな
るとその部分は磁気抵抗として作用するため、この圧縮
残留応力保持層24が磁気抵抗を大きくした部分17として
の役割を果たす。なお、圧縮残留応力保持層24の圧縮加
工しろは0.1mm程度で十分である。
第９図は本発明のトルク測定装置の第６実施例を示
す。本例では、磁気異方性部12,13の端部に沿った周方
向に、磁気抵抗を大きくした部分17を構成する硬化層と
しての浸炭硬化層25を形成している。このような構成に
よると、浸炭硬化層25の部分では、その硬度に反比例し
て軸材の透磁率が小さくなることにより磁気抵抗が大き
くなり、ランダム結晶磁気異方性部18へ磁束が入り込む
ことが防止される。浸炭硬化層25の浸炭深さは１〜1.2m
m程度が適当である。
す。本例では、磁気異方性部12,13の端部に沿った周方
向に、磁気抵抗を大きくした部分17を構成する硬化層と
しての浸炭硬化層25を形成している。このような構成に
よると、浸炭硬化層25の部分では、その硬度に反比例し
て軸材の透磁率が小さくなることにより磁気抵抗が大き
くなり、ランダム結晶磁気異方性部18へ磁束が入り込む
ことが防止される。浸炭硬化層25の浸炭深さは１〜1.2m
m程度が適当である。
第10図は本発明のトルク測定装置の第７実施例を示
す。これは第１図〜第９図、特に第１図の実施例の変形
例であり、これら先の実施例において存在していた両磁
気異方性部12,13の間のランダム結晶磁気異方性部が、
この実施例では存在しない構成となっている。両磁気異
方性部12,13の間には、軸心方向の磁気抵抗を大きくし
た部分17のみが形成されている。すなわち、磁気抵抗を
大きくした部分17により、一方の磁気異方性部12,13を
通過した磁束が他方の磁気異方性部13,12に入り込むこ
とが極力防止されるため、磁気異方性部12,13どうしを
互いに接近させることが可能になって、装置の小形化が
達成される。
す。これは第１図〜第９図、特に第１図の実施例の変形
例であり、これら先の実施例において存在していた両磁
気異方性部12,13の間のランダム結晶磁気異方性部が、
この実施例では存在しない構成となっている。両磁気異
方性部12,13の間には、軸心方向の磁気抵抗を大きくし
た部分17のみが形成されている。すなわち、磁気抵抗を
大きくした部分17により、一方の磁気異方性部12,13を
通過した磁束が他方の磁気異方性部13,12に入り込むこ
とが極力防止されるため、磁気異方性部12,13どうしを
互いに接近させることが可能になって、装置の小形化が
達成される。
本発明のトルク測定装置のさらに他の実施例として、
図示は省略したが、軸材料に不純物を添加することによ
り磁気抵抗を大きくした部分を形成することもできる。
図示は省略したが、軸材料に不純物を添加することによ
り磁気抵抗を大きくした部分を形成することもできる。
発明の効果 以上述べたように本発明によると、トルク検出用の磁
気異方性部に隣接して、磁気抵抗を大きくした部分をス
キンデプス以上の深さに形成したため、磁気異方性部を
通過した磁束が、磁気特性が制御されていないランダム
結晶磁気異方性部に入り込むのを防止でき、検出データ
のヒステリシス特性を大幅に改善することが可能とな
る。また、磁気抵抗を大きくした部分の存在により、一
対の磁気異方性部の一方を通過した磁束が他方へ入り込
むことが防止され、このため検出特性の直線性を向上さ
せることができるとともに、両磁気異方性部どうしの間
隔をきわめて狭くすることが可能となって装置を小形化
することができる。さらに、コイルの外側にシールドヨ
ークを設けて、磁気抵抗を大きくした部分の磁気抵抗よ
りも、軸の表面からシールドヨークの端面までのエアギ
ャップの磁気抵抗の方が小さくなるように構成すること
により、ランダム結晶磁気異方性部への磁束の漏れをき
わめて少なくすることができる。
気異方性部に隣接して、磁気抵抗を大きくした部分をス
キンデプス以上の深さに形成したため、磁気異方性部を
通過した磁束が、磁気特性が制御されていないランダム
結晶磁気異方性部に入り込むのを防止でき、検出データ
のヒステリシス特性を大幅に改善することが可能とな
る。また、磁気抵抗を大きくした部分の存在により、一
対の磁気異方性部の一方を通過した磁束が他方へ入り込
むことが防止され、このため検出特性の直線性を向上さ
せることができるとともに、両磁気異方性部どうしの間
隔をきわめて狭くすることが可能となって装置を小形化
することができる。さらに、コイルの外側にシールドヨ
ークを設けて、磁気抵抗を大きくした部分の磁気抵抗よ
りも、軸の表面からシールドヨークの端面までのエアギ
ャップの磁気抵抗の方が小さくなるように構成すること
により、ランダム結晶磁気異方性部への磁束の漏れをき
わめて少なくすることができる。
第１図は本発明のトルク測定装置の第１実施例の概略
図、第２図は第１図のトルク測定装置の出力特性を示す
図、第３図は本発明のトルク測定装置の第２実施例の概
略図、第４図は第３図における要部の詳細図、第５図は
本発明のトルク測定装置の第３実施例の概略図、第６図
は第５図における要部の拡大図、第７図〜第10図は本発
明のトルク測定装置の第４〜第７実施例の概略図、第11
図は従来のトルク測定装置の概略図、第12図は第11図の
トルク測定装置の出力特性を示す図である。 11……軸、12,13……磁気異方性部、14……励磁コイ
ル、15……検出コイル、16……磁束、17……磁気抵抗を
大きくした部分、18……ランダム結晶磁気異方性部。
図、第２図は第１図のトルク測定装置の出力特性を示す
図、第３図は本発明のトルク測定装置の第２実施例の概
略図、第４図は第３図における要部の詳細図、第５図は
本発明のトルク測定装置の第３実施例の概略図、第６図
は第５図における要部の拡大図、第７図〜第10図は本発
明のトルク測定装置の第４〜第７実施例の概略図、第11
図は従来のトルク測定装置の概略図、第12図は第11図の
トルク測定装置の出力特性を示す図である。 11……軸、12,13……磁気異方性部、14……励磁コイ
ル、15……検出コイル、16……磁束、17……磁気抵抗を
大きくした部分、18……ランダム結晶磁気異方性部。
Claims (6)
- 【請求項１】トルク伝達軸の表面層に軸心方向と角度を
なす方向の磁気異方性部を形成するとともに、トルク作
用時における前記磁気異方性部の透磁率の変化を、この
磁気異方性部の周囲に配置したコイルにて検出するよう
にしたトルク測定装置であって、 前記磁気異方性部に隣接して、磁気抵抗を大きくした部
分を、スキンデプス以上の深さに形成したことを特徴と
するトルク測定装置。 - 【請求項２】コイルの外側にシールドヨークを設けて、
磁気抵抗を大きくした部分の磁気抵抗よりも、軸の表面
からシールドヨークの端面までのエアギャップの磁気抵
抗の方が小さくなるように構成したことを特徴とする請
求項１記載のトルク測定装置。 - 【請求項３】磁気抵抗を大きくした部分は、軸の周方向
に磁化容易方向を持つように磁気異方性が付与されて、
軸心方向への磁気抵抗が大きくなるように構成されてい
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトル
ク測定装置。 - 【請求項４】軸心方向への磁気抵抗を大きくした部分
は、磁気異方性部に隣接して、スキンデプス以上の深さ
に形成された周方向の溝と、この溝の中に設けられたリ
ング、コイルなどの環状の非磁性良導体とで構成されて
いることを特徴とする請求項１または請求項２記載のト
ルク測定装置。 - 【請求項５】磁気抵抗を大きくした部分は、軸の周方向
に形成された浸炭層や圧縮残留応力保持層などの硬化層
であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
トルク測定装置。 - 【請求項６】磁気抵抗を大きくした部分は、軸材料に不
純物が添加された構成であることを特徴とする請求項１
または請求項２記載のトルク測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63305649A JP2566640B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | トルク測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63305649A JP2566640B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | トルク測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02150731A JPH02150731A (ja) | 1990-06-11 |
| JP2566640B2 true JP2566640B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=17947676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63305649A Expired - Lifetime JP2566640B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | トルク測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566640B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004005873A1 (ja) * | 2002-07-03 | 2004-01-15 | Suzuki Motor Corporation | 磁歪式トルクセンサシャフトおよびその製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2700164B2 (ja) * | 1991-03-01 | 1998-01-19 | 株式会社スノーヴァ | 氷床および人工雪の製造方法 |
| JP2765334B2 (ja) * | 1992-02-03 | 1998-06-11 | 日産自動車株式会社 | トルク検出装置 |
| JP2584419Y2 (ja) * | 1992-07-29 | 1998-11-05 | 株式会社ユニシアジェックス | 磁歪式トルクセンサ |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP63305649A patent/JP2566640B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004005873A1 (ja) * | 2002-07-03 | 2004-01-15 | Suzuki Motor Corporation | 磁歪式トルクセンサシャフトおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02150731A (ja) | 1990-06-11 |
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Legal Events
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