JP2678843B2 - 磁歪式トルクセンサ - Google Patents
磁歪式トルクセンサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トルク伝達軸に印加さ
れるトルクを非接触検出する磁歪式トルクセンサに関す
る。
れるトルクを非接触検出する磁歪式トルクセンサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】磁歪式トルクセンサは、トルク伝達軸
（以下、「軸体」ともいう）にトルクが印加されると、
軸体の表面（予め一軸磁気異方性が付与されている）
に、トルクの大きさに比例する透磁率の変化が生じるこ
とを利用し、透磁率の変化を電気量に変換して出力する
ようにした非接触型のトルクセンサである。
（以下、「軸体」ともいう）にトルクが印加されると、
軸体の表面（予め一軸磁気異方性が付与されている）
に、トルクの大きさに比例する透磁率の変化が生じるこ
とを利用し、透磁率の変化を電気量に変換して出力する
ようにした非接触型のトルクセンサである。
【０００３】図７および図８にそのトルクセンサの組立
構造を示す。１０は励磁・検出巻線であり、軸体Ｓの表
面に励磁磁界を印加する巻線１０・１と、軸体表面に生
じる透磁率の変化を検出する巻線１０・２とからなる。
励磁・検出巻線１０はボビン２０に積層巻装され、その
励磁巻線１０・１には高周波励磁電源が接続され、検出
巻線１０・２には、検出される透磁率の変化を電気量
（例えば直流電圧）として出力する検出回路が接続され
る。図は、軸体表面の透磁率の変化を差動的に取出すた
めの２つの励磁・検出巻線１０，１０を適当な距離をお
いて並列配置した差動型センサを示しているが、１つの
励磁・検出巻線１０でトルク検出を行う場合の回路構成
も上記と同様である。
構造を示す。１０は励磁・検出巻線であり、軸体Ｓの表
面に励磁磁界を印加する巻線１０・１と、軸体表面に生
じる透磁率の変化を検出する巻線１０・２とからなる。
励磁・検出巻線１０はボビン２０に積層巻装され、その
励磁巻線１０・１には高周波励磁電源が接続され、検出
巻線１０・２には、検出される透磁率の変化を電気量
（例えば直流電圧）として出力する検出回路が接続され
る。図は、軸体表面の透磁率の変化を差動的に取出すた
めの２つの励磁・検出巻線１０，１０を適当な距離をお
いて並列配置した差動型センサを示しているが、１つの
励磁・検出巻線１０でトルク検出を行う場合の回路構成
も上記と同様である。
【０００４】３０は、励磁・検出巻線１０を囲包する強
磁性材料（例えばパーマロイ合金）で形成されたシール
ドヨークである。この部材は、軸体Ｓの表面に向って開
口する円周溝３４を有し、中央に軸方向の貫通孔（軸体
Ｓの挿通孔）３３が設けられた２つの半円状割部材３０
・１と３０・２からなり、円周溝３４内に励磁・検出巻
線１０を嵌納して円筒体に組立てられる（図８）。５０
は、シールドヨーク３０が組み込まれるハウジングであ
り、円筒状空間部５４と両開口端の段差部５５を有す
る。シールドヨーク３０は、ハウジング５０の円筒状空
間部５４内に装入され、開口端段差部５５に環着される
軸受６０を介して軸体Ｓに回転対称に取付けられる。
磁性材料（例えばパーマロイ合金）で形成されたシール
ドヨークである。この部材は、軸体Ｓの表面に向って開
口する円周溝３４を有し、中央に軸方向の貫通孔（軸体
Ｓの挿通孔）３３が設けられた２つの半円状割部材３０
・１と３０・２からなり、円周溝３４内に励磁・検出巻
線１０を嵌納して円筒体に組立てられる（図８）。５０
は、シールドヨーク３０が組み込まれるハウジングであ
り、円筒状空間部５４と両開口端の段差部５５を有す
る。シールドヨーク３０は、ハウジング５０の円筒状空
間部５４内に装入され、開口端段差部５５に環着される
軸受６０を介して軸体Ｓに回転対称に取付けられる。
【０００５】励磁・検出巻線１０を内包するシールドヨ
ーク３０は、軸体Ｓに対する回転対称性が保持されるよ
うにハウジング５０内に安定に固定されることを要す
る。回転対称性を失うと、トルクの検出特性が損なわれ
るからである。その固定方法として、焼嵌め法が考えら
れるが、焼嵌めによる締付け固定構造では、シールドヨ
ーク３０に、径方向の強い圧縮力が作用して内部応力が
発生し、また使用環境温度の変化による内部応力の増
大、あるいは締付け力の緩み（シールドヨーク３０とハ
ウジング５０の熱膨張率の差異による）を生じ易い。シ
ールドヨーク３０に内部応力が生じると、その外部磁気
遮断機能や磁路としての効果に変化をきたし、他方締付
け力が緩むと、シールドヨーク３０の位置変動が生じ易
くなり、いずれの場合もトルク検出特性の低下を免れな
い。
ーク３０は、軸体Ｓに対する回転対称性が保持されるよ
うにハウジング５０内に安定に固定されることを要す
る。回転対称性を失うと、トルクの検出特性が損なわれ
るからである。その固定方法として、焼嵌め法が考えら
れるが、焼嵌めによる締付け固定構造では、シールドヨ
ーク３０に、径方向の強い圧縮力が作用して内部応力が
発生し、また使用環境温度の変化による内部応力の増
大、あるいは締付け力の緩み（シールドヨーク３０とハ
ウジング５０の熱膨張率の差異による）を生じ易い。シ
ールドヨーク３０に内部応力が生じると、その外部磁気
遮断機能や磁路としての効果に変化をきたし、他方締付
け力が緩むと、シールドヨーク３０の位置変動が生じ易
くなり、いずれの場合もトルク検出特性の低下を免れな
い。
【０００６】上記不都合を回避するために、図示のよう
にシールドヨーク３０の左右の円周稜部にスペーサ４
０’を環着してハウジング５０内に固定する方法が提案
されている。スペーサ４０’は、非磁性のゴムまたは樹
脂（テフロン樹脂等）等の弾性材料からなり、円周縁部
４０ａとこれに直交する向きの側壁縁部４０ｂからなる
略Ｌ字型断面の円環状部材である。スペーサ４０’はそ
の円周縁部４０ａが、シールドヨーク３０の円周面とハ
ウジング５０の内周面との間に弾性圧縮されて、シール
ドヨーク３０をハウジング５０の円筒状空間部５４内に
弾性的に保持する。この弾性体スペーサ４０’は、肉厚
が薄いと、ハンドリングに支障をきたし、シールドヨー
ク３０への装着操作性が悪くなるので、比較的厚肉、例
えば１．５ｍｍないしそれ以上のものが使用される。
にシールドヨーク３０の左右の円周稜部にスペーサ４
０’を環着してハウジング５０内に固定する方法が提案
されている。スペーサ４０’は、非磁性のゴムまたは樹
脂（テフロン樹脂等）等の弾性材料からなり、円周縁部
４０ａとこれに直交する向きの側壁縁部４０ｂからなる
略Ｌ字型断面の円環状部材である。スペーサ４０’はそ
の円周縁部４０ａが、シールドヨーク３０の円周面とハ
ウジング５０の内周面との間に弾性圧縮されて、シール
ドヨーク３０をハウジング５０の円筒状空間部５４内に
弾性的に保持する。この弾性体スペーサ４０’は、肉厚
が薄いと、ハンドリングに支障をきたし、シールドヨー
ク３０への装着操作性が悪くなるので、比較的厚肉、例
えば１．５ｍｍないしそれ以上のものが使用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記弾性体スペーサ４
０’の使用により、シールドヨーク３０は、焼嵌め構造
のような強い圧縮力を受けずにハウジング５０内に固定
され、使用環境の温度変化による不具合も、その弾性変
形能により吸収緩和される。しかし、そのトルクセンサ
は、軸体Ｓの高速回転に伴う振動や起動・停止時の強い
衝撃が加わると、検出トルクの出力変動を生じ易いとい
う問題がある。この出力変動は、振動や衝撃等によりス
ペーサ４０’に瞬間的に生じるねじれ等の弾性変形が、
スペーサ４０’とシールドヨーク３０およびハウジング
５０との接触界面の摩擦抵抗の作用で拘束され、シール
ドヨーク３０の位置ずれ（軸方向の変位，軸心の傾き
等）をきたすことによる。シールドヨーク３０の位置ず
れが生じると、それに内包された励磁・検出巻線１０の
軸体Ｓに対する回転対称性が損なわれた状態でトルク検
出が行われることになるからである。
０’の使用により、シールドヨーク３０は、焼嵌め構造
のような強い圧縮力を受けずにハウジング５０内に固定
され、使用環境の温度変化による不具合も、その弾性変
形能により吸収緩和される。しかし、そのトルクセンサ
は、軸体Ｓの高速回転に伴う振動や起動・停止時の強い
衝撃が加わると、検出トルクの出力変動を生じ易いとい
う問題がある。この出力変動は、振動や衝撃等によりス
ペーサ４０’に瞬間的に生じるねじれ等の弾性変形が、
スペーサ４０’とシールドヨーク３０およびハウジング
５０との接触界面の摩擦抵抗の作用で拘束され、シール
ドヨーク３０の位置ずれ（軸方向の変位，軸心の傾き
等）をきたすことによる。シールドヨーク３０の位置ず
れが生じると、それに内包された励磁・検出巻線１０の
軸体Ｓに対する回転対称性が損なわれた状態でトルク検
出が行われることになるからである。
【０００８】このように、弾性体スペーサ４０’による
シールドヨーク３０の固定構造は、弾性効果としてシー
ルドヨーク３０の内部応力を抑制緩和し、その効果は厚
肉化する程大きくなるが、その反面、弾性変形に起因す
るシールドヨーク３０の位置ずれ・トルク検出特性の変
動を生じ易いという難点を付随する。本発明は、弾性体
スペーサ４０’によるシールドヨーク３０の弾性保持構
造の利点を活かしつつ、弾性変形に付随する上記欠点を
防止し、軸体Ｓの高速回転やその起動・停止時の強い振
動・衝撃を受けても、シールドヨーク３０の位置変動を
生じにくく、トルク検出特性を安定に維持することがで
きる磁歪式トルクセンサを提供するものである。
シールドヨーク３０の固定構造は、弾性効果としてシー
ルドヨーク３０の内部応力を抑制緩和し、その効果は厚
肉化する程大きくなるが、その反面、弾性変形に起因す
るシールドヨーク３０の位置ずれ・トルク検出特性の変
動を生じ易いという難点を付随する。本発明は、弾性体
スペーサ４０’によるシールドヨーク３０の弾性保持構
造の利点を活かしつつ、弾性変形に付随する上記欠点を
防止し、軸体Ｓの高速回転やその起動・停止時の強い振
動・衝撃を受けても、シールドヨーク３０の位置変動を
生じにくく、トルク検出特性を安定に維持することがで
きる磁歪式トルクセンサを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、励磁・検出巻
線１０を内包した円筒状シールドヨーク３０の左右両端
の円周稜部に、その円周面に当接する円周縁部４０ａと
側壁面に当接する側壁縁部４０ｂとからなる略Ｌ字型断
面を有する円環形状の弾性体スペーサ４０を環着し、該
弾性体スペーサの円周縁部４０ａを介して、シールドヨ
ーク３０をハウジング５０の円筒状空間部５４内に固定
すると共に、ハウジング５０の左右の開口端段差部５５
に嵌合される軸受６０を介してトルク伝達軸に回転対称
に取付け、励磁・検出巻線１０により検出される軸表面
の透磁率の変化を電気量として出力する磁歪式トルクセ
ンサにおいて、第１の発明では、弾性体スペーサ４０
は、円周縁部４１ａと側壁縁部４１ｂとからなる略Ｌ字
型断面を有する弾性体層４１と、該弾性体層４１の少な
くとも側壁縁部４１ｂに積層された非磁性硬質層部材４
２とからなる積層構造を有し、該弾性体層の側壁縁部４
１ｂは薄肉であり、弾性体スペーサ４０を左右の円周稜
部に環着されたシールドヨーク３０は、一方のスペーサ
の側壁縁部４０ｂに当接するハウジングの内周円環突起
５１と、他方のスペーサの側壁縁部４０ｂに当接された
当板リング５２とに挟まれて円筒状空間部５４内に固定
されている（請求項１）。
線１０を内包した円筒状シールドヨーク３０の左右両端
の円周稜部に、その円周面に当接する円周縁部４０ａと
側壁面に当接する側壁縁部４０ｂとからなる略Ｌ字型断
面を有する円環形状の弾性体スペーサ４０を環着し、該
弾性体スペーサの円周縁部４０ａを介して、シールドヨ
ーク３０をハウジング５０の円筒状空間部５４内に固定
すると共に、ハウジング５０の左右の開口端段差部５５
に嵌合される軸受６０を介してトルク伝達軸に回転対称
に取付け、励磁・検出巻線１０により検出される軸表面
の透磁率の変化を電気量として出力する磁歪式トルクセ
ンサにおいて、第１の発明では、弾性体スペーサ４０
は、円周縁部４１ａと側壁縁部４１ｂとからなる略Ｌ字
型断面を有する弾性体層４１と、該弾性体層４１の少な
くとも側壁縁部４１ｂに積層された非磁性硬質層部材４
２とからなる積層構造を有し、該弾性体層の側壁縁部４
１ｂは薄肉であり、弾性体スペーサ４０を左右の円周稜
部に環着されたシールドヨーク３０は、一方のスペーサ
の側壁縁部４０ｂに当接するハウジングの内周円環突起
５１と、他方のスペーサの側壁縁部４０ｂに当接された
当板リング５２とに挟まれて円筒状空間部５４内に固定
されている（請求項１）。
【００１０】第２の発明では、弾性体スペーサ４０は、
円周縁部４１ａと側壁縁部４１ｂとからなる略Ｌ字型断
面を有する弾性体層４１と、該弾性体層４１の少なくと
も側壁縁部４１ｂの外側面に積層された非磁性硬質層部
材４２とからなる積層構造を有すると共に、該硬質層部
材の側壁縁部４２ｂの端部に、弾性体層の側壁縁部４１
ｂの肉厚より小さい隙間ｇをおいてシールドヨークの側
壁面３２に向い合う屈曲部４２ｃが弾性体層の側壁縁部
４１ｂの内径周縁に沿って形成されており、弾性体スペ
ーサ４０を左右の円周稜部に環着されたシールドヨーク
３０は、一方のスペーサの側壁縁部４０ｂに当接するハ
ウジングの内周円環突起５１と、他方のスペーサの側壁
縁部４０ｂに当接された当板リング５２とに挟まれて円
筒状空間部５４内に固定されている（請求項２）。
円周縁部４１ａと側壁縁部４１ｂとからなる略Ｌ字型断
面を有する弾性体層４１と、該弾性体層４１の少なくと
も側壁縁部４１ｂの外側面に積層された非磁性硬質層部
材４２とからなる積層構造を有すると共に、該硬質層部
材の側壁縁部４２ｂの端部に、弾性体層の側壁縁部４１
ｂの肉厚より小さい隙間ｇをおいてシールドヨークの側
壁面３２に向い合う屈曲部４２ｃが弾性体層の側壁縁部
４１ｂの内径周縁に沿って形成されており、弾性体スペ
ーサ４０を左右の円周稜部に環着されたシールドヨーク
３０は、一方のスペーサの側壁縁部４０ｂに当接するハ
ウジングの内周円環突起５１と、他方のスペーサの側壁
縁部４０ｂに当接された当板リング５２とに挟まれて円
筒状空間部５４内に固定されている（請求項２）。
【００１１】本発明におけるシールドヨーク３０が、ス
ペーサ４０を介してハウジング５０の円筒状空間部５４
内に弾性的に固定され、軸体Ｓへの取付けをハウジング
５０の開口端段差部５５の軸受６０を介して行われる点
は、弾性体単層のスペーサ４０’を使用した前記図７の
トルクセンサの組付け構造と異ならないが、本発明で
は、スペーサ４０が弾性体層４１と硬質層部材４２の積
層構造であると共に、シールドヨーク３０は、左右のス
ペーサ４０の一方の側壁縁部４０ｂに内周円環突起５１
が当接し、他方の側壁縁部４０ｂに当板リング５２が当
接してハウジング５０の円筒状空間部５４内に固定され
ている。
ペーサ４０を介してハウジング５０の円筒状空間部５４
内に弾性的に固定され、軸体Ｓへの取付けをハウジング
５０の開口端段差部５５の軸受６０を介して行われる点
は、弾性体単層のスペーサ４０’を使用した前記図７の
トルクセンサの組付け構造と異ならないが、本発明で
は、スペーサ４０が弾性体層４１と硬質層部材４２の積
層構造であると共に、シールドヨーク３０は、左右のス
ペーサ４０の一方の側壁縁部４０ｂに内周円環突起５１
が当接し、他方の側壁縁部４０ｂに当板リング５２が当
接してハウジング５０の円筒状空間部５４内に固定され
ている。
【００１２】そして、第１の発明では、スペーサ４０の
弾性体層の側壁縁部４１ｂが薄肉化され、薄肉化により
弾性体層の弾性力（弾性変形量）が小さくなり、この弾
性体層の薄肉化と、左右のスペーサ４０に当接する内周
円環突起５１と当板リング５２の挟み付け構造の効果と
して、軸体Ｓの高速回転や起動・停止時の振動・衝撃に
よるシールドヨーク３０の位置ずれが抑制防止される。
また、スペーサ４０の硬質層部材に屈曲部４２ｃを形成
した第２の発明では、振動・衝撃により生じる弾性体層
の弾性変形は、屈曲部４２ｃとシールドヨーク側壁面３
２との間に与えた隙間ｇの大きさ以下に規制され、この
屈曲部４２ｃによる弾性変形量の規制と、左右のスペー
サ４０に当接する内周円環突起５１と当板リング５２の
挟み付け構造の効果として、軸体Ｓの高速回転や起動・
停止時の振動・衝撃によるシールドヨーク３０の位置ず
れが抑制防止される。
弾性体層の側壁縁部４１ｂが薄肉化され、薄肉化により
弾性体層の弾性力（弾性変形量）が小さくなり、この弾
性体層の薄肉化と、左右のスペーサ４０に当接する内周
円環突起５１と当板リング５２の挟み付け構造の効果と
して、軸体Ｓの高速回転や起動・停止時の振動・衝撃に
よるシールドヨーク３０の位置ずれが抑制防止される。
また、スペーサ４０の硬質層部材に屈曲部４２ｃを形成
した第２の発明では、振動・衝撃により生じる弾性体層
の弾性変形は、屈曲部４２ｃとシールドヨーク側壁面３
２との間に与えた隙間ｇの大きさ以下に規制され、この
屈曲部４２ｃによる弾性変形量の規制と、左右のスペー
サ４０に当接する内周円環突起５１と当板リング５２の
挟み付け構造の効果として、軸体Ｓの高速回転や起動・
停止時の振動・衝撃によるシールドヨーク３０の位置ず
れが抑制防止される。
【００１３】スペーサ４０は、透磁率の検出特性を損な
わないように非磁性材料で形成される。その積層構造を
形成する弾性体層４１は、前記単層スペーサ４０’と同
様のゴム、樹脂（例えばテフロン樹脂）等の弾性材料か
らなり、他方硬質層部材４２は、ステンレス鋼，アルミ
ニウム等の金属板，あるいは高硬度で熱膨張率の小さい
樹脂（例えばガラス繊維を含むナイロン樹脂）等の非磁
性材料からなる成形品で形成されている。
わないように非磁性材料で形成される。その積層構造を
形成する弾性体層４１は、前記単層スペーサ４０’と同
様のゴム、樹脂（例えばテフロン樹脂）等の弾性材料か
らなり、他方硬質層部材４２は、ステンレス鋼，アルミ
ニウム等の金属板，あるいは高硬度で熱膨張率の小さい
樹脂（例えばガラス繊維を含むナイロン樹脂）等の非磁
性材料からなる成形品で形成されている。
【００１４】以下、本発明の磁歪式トルクセンサについ
て図面を参照して説明する。図１に示すように、シール
ドヨーク３０は、左右の円周稜部にスペーサ４０が環着
されてハウジング５０の円筒状空間部５４内に装着さ
れ、一方のスペーサ４０の側壁縁部４０ｂは、ハウジン
グ５０に形成された内周円環突起５１に当接し、他方の
スペーサ４０の側壁縁部４０ｂには当板リング５２が当
接されている。従来のトルクセンサは、図７のように内
周円環突起５１および当板リング５２とシールドヨーク
３０の左右のスペーサ４０’との間に微少の隙間を伴つ
ているのが一般であるが、本発明ではそのような隙間は
介在しない。内周円環突起５１と当板リング５２は、弾
性体層の側壁縁部４１ｂを弾性圧縮するような強い押圧
力で当接する必要はなく、側壁縁部４０ｂの表面に隙間
のないように密着してシールドヨーク３０を左右から挟
み付け円筒状空間部５４内に固定している。
て図面を参照して説明する。図１に示すように、シール
ドヨーク３０は、左右の円周稜部にスペーサ４０が環着
されてハウジング５０の円筒状空間部５４内に装着さ
れ、一方のスペーサ４０の側壁縁部４０ｂは、ハウジン
グ５０に形成された内周円環突起５１に当接し、他方の
スペーサ４０の側壁縁部４０ｂには当板リング５２が当
接されている。従来のトルクセンサは、図７のように内
周円環突起５１および当板リング５２とシールドヨーク
３０の左右のスペーサ４０’との間に微少の隙間を伴つ
ているのが一般であるが、本発明ではそのような隙間は
介在しない。内周円環突起５１と当板リング５２は、弾
性体層の側壁縁部４１ｂを弾性圧縮するような強い押圧
力で当接する必要はなく、側壁縁部４０ｂの表面に隙間
のないように密着してシールドヨーク３０を左右から挟
み付け円筒状空間部５４内に固定している。
【００１５】図２は、第１の発明のトルクセンサに使用
されるスペーサ４０の例を示している。スペーサ４０
は、略Ｌ字型断面の弾性体層４１とその略Ｌ字型断面に
沿った形状を有する硬質層部材４２とが内外に重ね合わ
された積層構造を有している。その積層形態は、図３に
示すように、弾性体層４１の層内に硬質層部材４２を内
包させた埋込み型の積層構造としてもよい。弾性体層４
１に積層される硬質層部材４２は、必ずしもＬ字型の断
面形状である必要はなく、円周縁部４１ａが省略された
平板形状であってもよい。図４はその例であり、平板形
状の硬質層部材４２が、弾性体層の側壁縁部４１ｂに積
層されている。この場合も、その平板状硬質層部材４２
は、前記図３のスペーサ４０と同じように、弾性体層４
１に内包された積層形態としてよい。
されるスペーサ４０の例を示している。スペーサ４０
は、略Ｌ字型断面の弾性体層４１とその略Ｌ字型断面に
沿った形状を有する硬質層部材４２とが内外に重ね合わ
された積層構造を有している。その積層形態は、図３に
示すように、弾性体層４１の層内に硬質層部材４２を内
包させた埋込み型の積層構造としてもよい。弾性体層４
１に積層される硬質層部材４２は、必ずしもＬ字型の断
面形状である必要はなく、円周縁部４１ａが省略された
平板形状であってもよい。図４はその例であり、平板形
状の硬質層部材４２が、弾性体層の側壁縁部４１ｂに積
層されている。この場合も、その平板状硬質層部材４２
は、前記図３のスペーサ４０と同じように、弾性体層４
１に内包された積層形態としてよい。
【００１６】上記スペーサ４０の弾性体層４１は、その
肉厚の一部を積層された硬質層部材４２により置き換え
られ薄肉化することができる。弾性体の単層スペーサ４
０’では、シールドヨーク３０への環着操作等のハンド
リング性を確保する必要上、前記のように厚肉であるこ
とを要するが、硬質層部材４２が積層されることによ
り、ハンドリング性を損なわずに弾性体層４１の薄肉化
が可能となる。弾性体層の側壁縁部４１ｂの肉厚（図３
の埋込み型積層構造では、硬質材側壁縁部４２ｂの両側
の肉厚ｃ1 とｃ2 の合計肉厚）は、使用する弾性体の材
質やトルク出力変動許容値等に応じて適宜設定される
が、例えば１ｍｍ以下の肉厚が与えられる。なお、弾性
体層４１の円周縁部４１ａは、側壁縁部４１ｂと異な
り、前記単層スペーサ４０’と同様の肉厚としてよく、
あるいは材料節減等のために、例えば０．５〜１ｍｍの
薄肉としてよい。弾性体層４１に積層される硬質層部材
４２の肉厚は、シールドヨーク３０への装着操作等に必
要なスペーサ４０のハンドリング性が得られるように、
使用する材質に応じて適宜設定すればよく、例えば０．
５〜１ｍｍである。
肉厚の一部を積層された硬質層部材４２により置き換え
られ薄肉化することができる。弾性体の単層スペーサ４
０’では、シールドヨーク３０への環着操作等のハンド
リング性を確保する必要上、前記のように厚肉であるこ
とを要するが、硬質層部材４２が積層されることによ
り、ハンドリング性を損なわずに弾性体層４１の薄肉化
が可能となる。弾性体層の側壁縁部４１ｂの肉厚（図３
の埋込み型積層構造では、硬質材側壁縁部４２ｂの両側
の肉厚ｃ1 とｃ2 の合計肉厚）は、使用する弾性体の材
質やトルク出力変動許容値等に応じて適宜設定される
が、例えば１ｍｍ以下の肉厚が与えられる。なお、弾性
体層４１の円周縁部４１ａは、側壁縁部４１ｂと異な
り、前記単層スペーサ４０’と同様の肉厚としてよく、
あるいは材料節減等のために、例えば０．５〜１ｍｍの
薄肉としてよい。弾性体層４１に積層される硬質層部材
４２の肉厚は、シールドヨーク３０への装着操作等に必
要なスペーサ４０のハンドリング性が得られるように、
使用する材質に応じて適宜設定すればよく、例えば０．
５〜１ｍｍである。
【００１７】図５は、本発明の第２のトルクセンサに使
用されるスペーサ４０の例を示している。弾性体層４１
に積層された硬質層部材４２は、その側壁縁部４２ｂの
端部に屈曲部４２ｃが形成され、屈曲部４２ｃは、シー
ルドヨーク３０の側壁面３２に向って隙間ｇをおいて対
向している。隙間ｇは、シールドヨーク側壁面３２と硬
質材側壁縁部４２ｂに挟まれた弾性体層の側壁縁部４１
ｂの肉厚より小さい隙間幅に設定されている。なお、こ
の場合も硬質層部材４２は、必ずしも弾性体層４１の略
Ｌ字型断面に沿った形状であることを要せず、円周縁部
４２ｂを省略した平板形状とし、図６のように、その平
板状の硬質層部材４２を弾性体層４１の側壁縁部４１ｂ
に積層した構造であってもよい。
用されるスペーサ４０の例を示している。弾性体層４１
に積層された硬質層部材４２は、その側壁縁部４２ｂの
端部に屈曲部４２ｃが形成され、屈曲部４２ｃは、シー
ルドヨーク３０の側壁面３２に向って隙間ｇをおいて対
向している。隙間ｇは、シールドヨーク側壁面３２と硬
質材側壁縁部４２ｂに挟まれた弾性体層の側壁縁部４１
ｂの肉厚より小さい隙間幅に設定されている。なお、こ
の場合も硬質層部材４２は、必ずしも弾性体層４１の略
Ｌ字型断面に沿った形状であることを要せず、円周縁部
４２ｂを省略した平板形状とし、図６のように、その平
板状の硬質層部材４２を弾性体層４１の側壁縁部４１ｂ
に積層した構造であってもよい。
【００１８】上記スペーサ４０は、硬質層部材４２の屈
曲部４２ｃにより、弾性体層４１の弾性変形とそれに伴
うシールドヨーク３０の位置ずれを抑制防止する。弾性
体層に強い振動・衝撃による弾性変形が生じても、その
弾性変形に伴って屈曲部４２ｃとシールドヨーク側壁面
３２とが当接すると、その当接により弾性変形は阻止さ
れ、隙間ｇの範囲内に制限されるからである。すなわ
ち、前記第１の発明が、弾性体層の薄肉化によりシール
ドヨーク３０の位置ずれを抑制防止しているのに対し、
屈曲部４２ｃを備えたスペーサ４０を使用する第２の発
明は、屈曲部４２ｃが弾性体層の弾性変形を制限するス
トッパとして機能することにより、シールドヨーク３０
の位置変動を抑制防止している。
曲部４２ｃにより、弾性体層４１の弾性変形とそれに伴
うシールドヨーク３０の位置ずれを抑制防止する。弾性
体層に強い振動・衝撃による弾性変形が生じても、その
弾性変形に伴って屈曲部４２ｃとシールドヨーク側壁面
３２とが当接すると、その当接により弾性変形は阻止さ
れ、隙間ｇの範囲内に制限されるからである。すなわ
ち、前記第１の発明が、弾性体層の薄肉化によりシール
ドヨーク３０の位置ずれを抑制防止しているのに対し、
屈曲部４２ｃを備えたスペーサ４０を使用する第２の発
明は、屈曲部４２ｃが弾性体層の弾性変形を制限するス
トッパとして機能することにより、シールドヨーク３０
の位置変動を抑制防止している。
【００１９】従って、硬質層部材に屈曲部４２ｃが設け
られたスペーサ４０は、これを有しない前記スペーサ４
０と異なって弾性体側壁縁部４１ｂの薄肉調整は必要な
く、弾性体単層のスペーサ４０’と同様の厚肉でも差し
支えない。その屈曲部４２ｃとシールドヨーク側壁面３
２との間の隙間ｇの大きさ（硬質層側壁縁部４２ｂとシ
ールドヨーク側壁縁部３１とに挟まれた弾性体側壁縁部
４１ｂの肉厚より小さい）は、弾性体層４１の材質やト
ルクの出力変動許容値等により適宜調整され、例えば
０．５ｍｍないしそれ以下に設定される。
られたスペーサ４０は、これを有しない前記スペーサ４
０と異なって弾性体側壁縁部４１ｂの薄肉調整は必要な
く、弾性体単層のスペーサ４０’と同様の厚肉でも差し
支えない。その屈曲部４２ｃとシールドヨーク側壁面３
２との間の隙間ｇの大きさ（硬質層側壁縁部４２ｂとシ
ールドヨーク側壁縁部３１とに挟まれた弾性体側壁縁部
４１ｂの肉厚より小さい）は、弾性体層４１の材質やト
ルクの出力変動許容値等により適宜調整され、例えば
０．５ｍｍないしそれ以下に設定される。
【００２０】
【発明の効果】本発明の磁歪式トルクセンサは、励磁・
検出巻線を内包するシールドヨークのハウジングにおけ
る固定姿勢が安定であり、トルク伝達軸の回転および起
動・停止に伴う強い振動・衝撃が加わるような使用環境
においても、シールドヨークの位置ずれ・軸心の傾き等
の位置変動とそれに起因する検出トルクの出力変動を生
じにくく、精度のよいトルク検出を行うことができる。
検出巻線を内包するシールドヨークのハウジングにおけ
る固定姿勢が安定であり、トルク伝達軸の回転および起
動・停止に伴う強い振動・衝撃が加わるような使用環境
においても、シールドヨークの位置ずれ・軸心の傾き等
の位置変動とそれに起因する検出トルクの出力変動を生
じにくく、精度のよいトルク検出を行うことができる。
【図１】本発明のトルクセンサのトルク伝達軸に対する
組付け構造を示す軸方向断面図である。
組付け構造を示す軸方向断面図である。
【図２】本発明のトルクセンサのシールドヨークに装着
されるスペーサの実施例を示す軸方向断面図である。
されるスペーサの実施例を示す軸方向断面図である。
【図３】本発明のトルクセンサのシールドヨークに装着
されるスペーサの実施例を示す軸方向断面図である。
されるスペーサの実施例を示す軸方向断面図である。
【図４】本発明のトルクセンサのシールドヨークに装着
されるスペーサの実施例を示す軸方向断面図である。
されるスペーサの実施例を示す軸方向断面図である。
【図５】本発明のトルクセンサのシールドヨークに装着
されるスペーサの実施例を示す軸方向断面図である。
されるスペーサの実施例を示す軸方向断面図である。
【図６】本発明のトルクセンサのシールドヨークに装着
されるスペーサの実施例を示す軸方向断面図である。
されるスペーサの実施例を示す軸方向断面図である。
【図７】従来のトルクセンサのトルク伝達軸に対する組
付け構造を示す軸方向断面図である。
付け構造を示す軸方向断面図である。
【図８】励磁・検出巻線を内包するシールドヨークの分
解説明図である。
解説明図である。
Ｓ: トルク伝達軸（軸体） １０: 励磁・検出巻線 ２０: ボビン ３０: シールドヨーク ３１: シールドヨーク円周面 ３２: シールドヨーク側壁面 ３３: 貫通孔 ３４: 円周溝 ４０: スペーサ ４０ａ: スペーサの円周縁部 ４０ｂ: スペーサの側壁縁部 ４１: 弾性体層 ４１ａ: 弾性体層の円周縁部 ４１ｂ: 弾性体層の側壁縁部 ４２: 硬質層部材 ４２ａ: 硬質層部材の円周縁部 ４２ｂ: 硬質層部材の側壁縁部 ４２ｃ: 硬質層部材の屈曲部 ５０: ハウジング ５１: ハウジングの内周円環突起 ５２: 当板リング ５４: ハウジングの円筒状空間部 ５５: ハウジングの開口端段差部 ６０: 軸受 ｃ, c 1,c 2 : 肉厚 ｇ: 隙間
Claims (2)
- 【請求項１】 励磁・検出巻線１０を内包した円筒状シ
ールドヨーク３０の左右両端の円周稜部に、その円周面
に当接する円周縁部４０ａと側壁面に当接する側壁縁部
４０ｂとからなる略Ｌ字型断面を有する円環形状の弾性
体スペーサ４０を環着し、該弾性体スペーサの円周縁部
４０ａを介して、シールドヨーク３０をハウジング５０
の円筒状空間部５４内に固定すると共に、ハウジング５
０の左右の開口端段差部５５に嵌合される軸受６０を介
してトルク伝達軸に回転対称に取付け、励磁・検出巻線
１０により検出される軸表面の透磁率の変化を電気量と
して出力する磁歪式トルクセンサにおいて、 弾性体スペーサ４０は、円周縁部４１ａと側壁縁部４１
ｂとからなる略Ｌ字型断面を有する弾性体層４１と、該
弾性体層４１の少なくとも側壁縁部４１ｂに積層された
非磁性硬質層部材４２とからなる積層構造を有し、該弾
性体層の側壁縁部４１ｂは薄肉であり、弾性体スペーサ
４０を左右の円周稜部に環着されたシールドヨーク３０
は、一方のスペーサの側壁縁部４０ｂに当接するハウジ
ングの内周円環突起５１と、他方のスペーサの側壁縁部
４０ｂに当接された当板リング５２とに挟まれて円筒状
空間部５４内に固定されていることを特徴とする磁歪式
トルクセンサ。 - 【請求項２】 励磁・検出巻線１０を内包した円筒状シ
ールドヨーク３０の左右両端の円周稜部に、その円周面
に当接する円周縁部４０ａと側壁面に当接する側壁縁部
４０ｂとからなる略Ｌ字型断面を有する円環形状の弾性
体スペーサ４０を環着し、該弾性体スペーサの円周縁部
４０ａを介して、シールドヨーク３０をハウジング５０
の円筒状空間部５４内に固定すると共に、ハウジング５
０の左右の開口端段差部５５に嵌合される軸受６０を介
してトルク伝達軸に回転対称に取付け、励磁・検出巻線
１０により検出される軸表面の透磁率の変化を電気量と
して出力する磁歪式トルクセンサにおいて、 弾性体スペーサ４０は、円周縁部４１ａと側壁縁部４１
ｂとからなる略Ｌ字型断面を有する弾性体層４１と、該
弾性体層４１の少なくとも側壁縁部４１ｂの外側面に積
層された非磁性硬質層部材４２とからなる積層構造を有
すると共に、該硬質層部材の側壁縁部４２ｂの端部に、
弾性体層の側壁縁部４１ｂの肉厚より小さい隙間ｇをお
いてシールドヨークの側壁面３２に向い合う屈曲部４２
ｃが弾性体層の側壁縁部４１ｂの内径周縁に沿って形成
されており、弾性体スペーサ４０を左右の円周稜部に環
着されたシールドヨーク３０は、一方のスペーサの側壁
縁部４０ｂに当接するハウジングの内周円環突起５１
と、他方のスペーサの側壁縁部４０ｂに当接された当板
リング５２とに挟まれて円筒状空間部５４内に固定され
ていることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3302423A JP2678843B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 磁歪式トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3302423A JP2678843B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 磁歪式トルクセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05113377A JPH05113377A (ja) | 1993-05-07 |
| JP2678843B2 true JP2678843B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=17908743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3302423A Expired - Lifetime JP2678843B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 磁歪式トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2678843B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4516281B2 (ja) * | 2003-04-02 | 2010-08-04 | 本田技研工業株式会社 | トルクセンサ |
| CN103063343A (zh) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | 姚立和 | 扭力感应器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6078479U (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-31 | 日本電気株式会社 | 滑り止め付クリツプ |
| JPS61278617A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-09 | Toshiba Corp | 軸受装置 |
| JPH02128931U (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-24 |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3302423A patent/JP2678843B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05113377A (ja) | 1993-05-07 |
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