JP2967250B2 - Torque sensor - Google Patents

Torque sensor

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JP2967250B2
JP2967250B2 JP32434392A JP32434392A JP2967250B2 JP 2967250 B2 JP2967250 B2 JP 2967250B2 JP 32434392 A JP32434392 A JP 32434392A JP 32434392 A JP32434392 A JP 32434392A JP 2967250 B2 JP2967250 B2 JP 2967250B2
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学 谷口
英信 永野
剛 前田
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Koyo Seiko Co Ltd
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Koyo Seiko Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はトルクセンサに関し、例
えば自動車の電動パワーステアリング装置に適したトル
クセンサを提案するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque sensor, and proposes, for example, a torque sensor suitable for an electric power steering device of an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車の操舵輪の操作力を補助するパワ
ーステアリング装置として電動式のものが開発されてい
る。これは操舵輪に加えられたトルクを検出し、検出し
たトルクに応じて、操舵機構に設けている電動機を駆動
して操舵輪の操作力を補助する構造となっている。
2. Description of the Related Art An electric power steering device has been developed as a power steering device for assisting an operating force of a steering wheel of an automobile. This has a structure in which torque applied to a steered wheel is detected, and an electric motor provided in a steering mechanism is driven in accordance with the detected torque to assist operating force of the steered wheel.

【0003】図1は歯部の対向面積の変化に基づきトル
クを検出するトルク検出機構の構造を示す半截断面図で
ある。入力軸1は図示しない操舵輪を取付けている上部
軸1aと、操舵機構が取付けられている下部軸1cとをトー
ションバー1bを介して同軸的に連結しており、上部軸1a
は車体に取付ける筒状のケース2に軸受3を介して回転
自在に支持されている。上部軸1aの下端部(図面左側)
に非磁性体の第1スリーブ4aを外嵌固着し、その外周に
磁性体の円筒からなる第1,第2のトルク検出リング
5,6を軸方向に適長離隔して外嵌固着してある。第1
のトルク検出リング5は右端縁が入力軸1の軸心に垂直
な平面となっており、左端縁には矩形状の多数の歯部5
a,5a …を等ピッチで周方向に形成している。
FIG. 1 is a half sectional view showing a structure of a torque detecting mechanism for detecting a torque based on a change in the facing area of the teeth. The input shaft 1 coaxially connects an upper shaft 1a on which a steering wheel (not shown) is mounted and a lower shaft 1c on which a steering mechanism is mounted via a torsion bar 1b.
Is rotatably supported via a bearing 3 on a cylindrical case 2 attached to the vehicle body. Lower end of upper shaft 1a (left side in drawing)
A first sleeve 4a made of a non-magnetic material is externally fitted and fixed to the outer peripheral surface, and first and second torque detecting rings 5 and 6 formed of a magnetic material cylinder are externally fitted and fixed to the outer periphery of the first sleeve 4a at an appropriate distance in the axial direction. is there. First
The right edge of the torque detection ring 5 is a plane perpendicular to the axis of the input shaft 1, and the left edge is a large number of rectangular teeth 5.
are formed at equal pitches in the circumferential direction.

【0004】第2のトルク検出リング6は、第1のトル
ク検出リング5と対向する右端縁がトルク検出リング5
の左端縁と平行して対向しており、左端縁には矩形状の
多数の歯部6a,6a …を等ピッチで周方向に形成してい
る。この歯部6aの歯幅寸法は、歯部6a,6a 間の切欠部6b
の幅寸法に略等しく選定されている。
[0004] The second torque detecting ring 6 has a right end edge facing the first torque detecting ring 5.
Are formed in parallel with the left end edge thereof, and a large number of rectangular teeth 6a, 6a,. The tooth width dimension of the tooth portion 6a is the notch 6b between the tooth portions 6a, 6a.
Is selected to be approximately equal to the width dimension of

【0005】下部軸1cの上端部(図面右側)には非磁性
体の第2スリーブ4bを外嵌固着し、その外周に磁性体の
円筒からなる第3のトルク検出リング7を外嵌固着して
ある。このトルク検出リング7の右端縁には、トルク検
出リング6に形成した歯部6aと同一幅, 同一形状, 同ピ
ッチとした多数の歯部7a,7a …を形成している。そして
これらのトルク検出リング6,7の歯部6a,7a は、トー
ションバー1bにトルクが作用していない場合には、歯幅
の適宜長さ部分で対向している。
A second sleeve 4b made of a non-magnetic material is externally fitted and fixed to the upper end portion (right side in the drawing) of the lower shaft 1c, and a third torque detecting ring 7 made of a magnetic material cylinder is externally fitted and fixed to the outer periphery. It is. On the right edge of the torque detecting ring 7, a number of teeth 7a, 7a,... Having the same width, the same shape, and the same pitch as the teeth 6a formed on the torque detecting ring 6 are formed. When the torque is not acting on the torsion bar 1b, the teeth 6a, 7a of the torque detecting rings 6, 7 are opposed to each other at an appropriate length of the tooth width.

【0006】ケース2の内側には断面コ字状をしており
内フランジを有する磁性体の筒体8A,8B を内嵌固着して
ある。この筒体8Aは前記トルク検出リング5,6に跨が
る長さ寸法を有し、その軸長方向中央部をトルク検出リ
ング5,6の対向位置とし、また筒体8Bは前記トルク検
出リング6,7に跨がる長さ寸法を有し、その軸長方向
中央部をトルク検出リング6,7の対向位置として配設
されている。
Inside the case 2, magnetic cylinders 8A and 8B each having a U-shaped cross section and having an inner flange are fixedly fitted. The cylindrical body 8A has a length dimension that straddles the torque detecting rings 5 and 6, and its central portion in the axial direction is a position facing the torque detecting rings 5 and 6, and the cylindrical body 8B is It has a length dimension that straddles 6 and 7, and its central portion in the axial direction is disposed as a position facing the torque detection rings 6 and 7.

【0007】筒体8A,8B にはその周方向に沿って夫々温
度補償コイルL1 、トルク検出コイルL2 を巻回してい
る。これらの温度補償コイルL1 、トルク検出コイルL
2 は図示しない発振器に接続することにより、筒体8Aは
トルク検出リング5,6と、筒体8Bはトルク検出リング
6,7と夫々磁気回路を構成する。
A temperature compensating coil L 1 and a torque detecting coil L 2 are wound around the cylinders 8A and 8B, respectively, along the circumferential direction. These temperature compensation coil L 1 and torque detection coil L
By connecting 2 to an oscillator (not shown), the cylinder 8A forms a magnetic circuit with the torque detection rings 5 and 6, and the cylinder 8B forms a magnetic circuit with the torque detection rings 6 and 7, respectively.

【0008】そして、トルク検出コイルL2 からは、ト
ルク検出リング6の歯部6aとトルク検出リング7の歯部
7aとの対向面積、つまり磁気抵抗に相応する電圧が出力
される。そのため、上部軸1aを回転させてトーションバ
ー1bが捩じれると、トルク検出リング6の歯部6aとトル
ク検出リング7の歯部7aとの対向面積が変化してトルク
検出コイルL2 のインピーダンスが変化し、その変化に
応じて出力される電圧によりトーションバー1bに作用し
たトルクを検出することになる。
Then, from the torque detecting coil L 2 , the teeth 6 a of the torque detecting ring 6 and the teeth of the torque detecting ring 7 are formed.
The voltage corresponding to the area facing 7a, that is, the voltage corresponding to the magnetic resistance is output. Therefore, when the upper shaft 1a rotates the torsion bar 1b twists, the impedance of the facing area is varied torque detection coil L 2 between the teeth 7a of the tooth portion 6a and the torque detection ring 7 of the torque detection ring 6 It changes, and the torque applied to the torsion bar 1b is detected by the voltage output according to the change.

【0009】図2は本願出願人が特願平3-361207号によ
り、既に出願しているトルクセンサの回路構成を示すブ
ロック図である。直流電圧を出力する電圧安定化回路9
の電圧出力端子9aは、分圧回路10を構成している抵抗r
1 とr2 との直列回路を介して接地されており、抵抗r
1 とr2 との接続部10a は、後述する発振電圧に対して
インピーダンスを低下させるコンデンサCを介して接地
されている。トルク検出回路17は、温度補償コイルL1
及びトルク検出コイルL2 の直列回路と、抵抗R1 及び
抵抗R2 の直列回路とを並列接続して構成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a torque sensor which has been filed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 3-361207. Voltage stabilizing circuit 9 for outputting DC voltage
The voltage output terminal 9a is connected to a resistor r constituting the voltage dividing circuit 10.
1 and r 2 are grounded via a series circuit, and a resistor r
The connection portion 10a between 1 and r 2 is grounded via a capacitor C that lowers the impedance with respect to the oscillating voltage described later. The torque detection circuit 17 includes a temperature compensation coil L 1
And a series circuit of the torque detection coil L 2, and a series circuit of resistors R 1 and R 2 is configured by parallel connection.

【0010】分圧回路10の接続部10a は、発振回路11の
電圧入力端子11a 及びトルク検出回路17におけるトルク
検出コイルL2 と抵抗R2 との接続部17a とに接続され
ている。発振回路11の電圧出力端子11b はトルク検出回
路17における温度補償コイルL1 及び抵抗R1 の接続部
17b と接続されている。分圧回路10の接続部10a の電圧
は、発振回路11の電圧出力端子11b から出力する発振電
圧に含まれる直流電圧の電圧値を決定すべく選定されて
いる。
[0010] partial connection portions 10a of the pressure circuit 10 is connected to the connecting portion 17a of the torque detection coil L 2 and the resistance R 2 in the voltage input terminal 11a and a torque detecting circuit 17 of the oscillation circuit 11. Voltage output terminal 11b of the oscillation circuit 11 is connected portions of the temperature compensation coil L 1 and the resistor R 1 in the torque detection circuit 17
Connected to 17b. The voltage at the connection 10a of the voltage dividing circuit 10 is selected to determine the value of the DC voltage included in the oscillation voltage output from the voltage output terminal 11b of the oscillation circuit 11.

【0011】温度補償コイルL1 及びトルク検出コイル
2 の接続部17c から、検出するトルクに応じた交流電
圧VT が出力され、抵抗R1 及びR2 の接続部17d から
は発振電圧を分圧した交流の基準電圧VS が出力される
ようになっている。
[0011] from the temperature compensation coil L 1 and the torque detection coil L 2 of the connecting portion 17c, is output AC voltage V T corresponding to the torque to be detected divided oscillation voltage from resistors R 1 and R 2 of the connecting portion 17d reference voltage V S of the pressure alternating is to be outputted.

【0012】次にこのように構成したトルクセンサのト
ルク検出動作を説明する。電圧安定化回路9の出力電圧
は、分圧回路10の抵抗r1 とr2 とにより分圧され、抵
抗r 1 とr2 により分圧した接続部10a の電圧により、
発振回路11の電圧出力端子11b から出力する発振電圧に
含まれる直流電圧の電圧値が決定される。発振回路11が
出力する直流電圧を含んだ発振電圧は温度補償コイルL
1 と抵抗R1 との接続部17b に与えられ、一方トルク検
出コイルL2 と抵抗R2 との接続部17a には、接続部10
a から発振電圧に含まれる直流電圧と等しい直流電圧が
与えられる。これによりトルク検出回路17における接続
部17a 及び17b 夫々には直流の同電圧が与えられて、温
度補償コイルL1 とトルク検出コイルL2 との直列回路
及び抵抗R1 と抵抗R2 との直列回路には直流電流が流
れず、それにより発振回路11の負担が軽減される。
Next, the torque sensor having the above-described structure will be described.
The operation for detecting the torque will be described. Output voltage of voltage stabilizing circuit 9
Is the resistance r of the voltage dividing circuit 10.1And rTwoIs divided by
Anti-r 1And rTwoBy the voltage of the connection part 10a divided by
Oscillation voltage output from voltage output terminal 11b of oscillation circuit 11
The voltage value of the included DC voltage is determined. The oscillation circuit 11
The oscillating voltage including the output DC voltage is the temperature compensation coil L
1And resistance R1To the connection 17b.
Outgoing coil LTwoAnd resistance RTwoThe connecting portion 17a has a connecting portion 10
From a, a DC voltage equal to the DC voltage included in the oscillation voltage
Given. This allows connection in the torque detection circuit 17
Each of the sections 17a and 17b is supplied with the same DC voltage,
Degree compensation coil L1And torque detection coil LTwoSeries circuit with
And resistance R1And resistance RTwoDC current flows in the series circuit with
As a result, the burden on the oscillation circuit 11 is reduced.

【0013】一方、発振回路11からの発振電圧が与えら
れた温度補償コイルL1 とトルク検出コイルL2 の接続
部17c には両コイルL1 ,L2 のインピーダンスにより
分圧された交流電圧VT が出力される。そこで図1に示
したトーションバー1bの捩じれに応じてトルク検出コイ
ルL2 のインピーダンスが変化すれば、温度補償コイル
1 とトルク検出コイルL2 との接続部17c の交流電圧
T が変化して、その交流電圧VT によりトーションバ
ー1bに加わったトルクを検出することができる。また抵
抗R1 とR2 との接続部17d には、発振電圧を分圧した
基準電圧VS が得られる。
Meanwhile, the temperature compensation coil L 1 and the torque detection coil L 2 of the connecting portion 17c in the alternating voltage V which is divided by the impedance of the two coils L 1, L 2 the oscillating voltage is applied from the oscillation circuit 11 T is output. So if impedance changes of the torque detection coil L 2 in accordance with the torsion of the torsion bar 1b shown in FIG. 1, the AC voltage V T of the connecting portion 17c of the temperature compensation coil L 1 and the torque detection coil L 2 is changed Te, it is possible to detect the torque applied to the torsion bar 1b by the alternating voltage V T. Also the connection portion 17d of the resistor R 1 and R 2, the reference voltage V S obtained by dividing the oscillation voltage min is obtained.

【0014】したがって、交流電圧VT と基準電圧VS
とを比較することによりトーションバー1bの捩じれ方向
を検出できる。つまりVT >VS の場合にはトーション
バーの一側方向への回転を、VT <VS の場合にはトー
ションバーの他側方向への回転を検出することができ
る。また周囲温度が変化した場合、温度補償コイルL1
のインピーダンスとトルク検出コイルL2 のインピーダ
ンスとの変化割合が等しいので、交流電圧VT は温度補
償されたものとなり、周囲温度の温度変化の影響をうけ
ずに、トーションバー1bに加わったトルクを常に正確に
検出することができる。
Therefore, the AC voltage V T and the reference voltage V S
By comparing with, the torsional direction of the torsion bar 1b can be detected. That in the case of V T> V S rotation in the one direction of the torsion bar, in the case of V T <V S can detect the rotation of the other direction of the torsion bar. When the ambient temperature changes, the temperature compensation coil L 1
Since the impedance and rate of change of the impedance of the torque detection coil L 2 equal, the AC voltage V T becomes what is temperature compensated, without affected by the temperature change in the ambient temperature, the torque applied to the torsion bar 1b It can always be detected accurately.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、従来のト
ルクセンサは、温度補償コイルとトルク検出コイルとの
直列回路の両端に発振回路の発振電圧が与えられるた
め、トルク検出コイルには発振電圧の略1/2 の電圧が与
えられることになり、トルク検出コイルの出力が小さ
く、トルクの検出感度が低い。また温度補償コイル及び
トルク検出コイルに発生した電圧を直流電圧に変換する
ために、クランプ回路及びピークホールド回路等を備え
る必要があって回路が複雑になるという問題がある。本
発明は斯かる問題に鑑み、トルク検出コイルの出力を大
きくでき、回路も簡素化できて、高感度のトルクセンサ
を安価に提供することを目的とする。
However, in the conventional torque sensor, the oscillation voltage of the oscillation circuit is applied to both ends of the series circuit of the temperature compensation coil and the torque detection coil. Is applied, the output of the torque detection coil is small, and the torque detection sensitivity is low. Further, in order to convert the voltage generated in the temperature compensation coil and the torque detection coil into a DC voltage, it is necessary to provide a clamp circuit, a peak hold circuit, and the like, which causes a problem that the circuit becomes complicated. The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a high-sensitivity torque sensor that can increase the output of a torque detection coil, can simplify a circuit, and is inexpensive.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明に係るトルクセン
サは、温度補償コイルとトルク検出コイルとの直列回路
に、第1抵抗と第2抵抗との直列回路を並列接続した並
列回路を備え、該並列回路の一側に直流電圧を含んだ発
振電圧を与えて、温度補償コイルとトルク検出コイルと
の接続部の電圧によりトルクを検出するようにしている
トルクセンサであって、前記発振電圧の位相を 180°ず
らせた電圧を前記並列回路の他側に与える反転回路と、
前記温度補償コイルと前記トルク検出コイルとの接続部
の電圧及び前記第1抵抗と第2抵抗との接続部の電圧を
入力すべき差動増幅回路とを備え、前記差動増幅回路の
出力電圧に基づいてトルクを検出すべく構成してあるこ
とを特徴とする。
A torque sensor according to the present invention includes a parallel circuit in which a series circuit of a first resistor and a second resistor is connected in parallel to a series circuit of a temperature compensation coil and a torque detection coil. A torque sensor that applies an oscillating voltage including a DC voltage to one side of the parallel circuit so as to detect torque by a voltage at a connection between a temperature compensation coil and a torque detection coil, An inverting circuit for applying a voltage shifted in phase by 180 ° to the other side of the parallel circuit;
A differential amplifier circuit to which a voltage at a connection between the temperature compensation coil and the torque detection coil and a voltage at a connection between the first resistor and the second resistor are input; Is configured to detect the torque based on

【0017】[0017]

【作用】温度補償コイル及びトルク検出コイルの直列回
路の一側に直流電圧を含んだ発振電圧を与え、他側に前
記発振電圧の位相を 180°ずらせた電圧を与えると温度
補償コイルとトルク検出コイルとの直列回路には、発振
電圧の2倍の電圧が与えられ、トルク検出コイルに与え
られる電圧は発振電圧と同電圧になる。また、それらの
一側及び他側に与えられた直流電圧が相殺されて温度補
償コイル及びトルク検出コイルに直流電流が流れない。
これにより、トルク検出コイルの出力が大きくなり、ま
た電流増幅回路の電流負荷を軽減させることができる。
When an oscillating voltage including a DC voltage is applied to one side of a series circuit of a temperature compensating coil and a torque detecting coil, and a voltage obtained by shifting the phase of the oscillating voltage by 180 ° is applied to the other side, the temperature compensating coil and the torque detecting coil are detected. A voltage twice the oscillation voltage is applied to the series circuit with the coil, and the voltage applied to the torque detection coil is the same as the oscillation voltage. In addition, the DC voltage applied to one side and the other side is canceled, so that no DC current flows through the temperature compensation coil and the torque detection coil.
As a result, the output of the torque detection coil increases, and the current load on the current amplifier circuit can be reduced.

【0018】[0018]

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面により詳
述する。図3は本発明に係るトルクセンサの回路構成を
示すブロック図である。直流電源Eから電源電圧が供給
されて発振動作する発振回路30の直流電圧を含んだ発振
電圧を出力する出力端子は、電流増幅回路31、反転電流
増幅回路32及びサンプリングパルス発生回路33,34の各
入力端子と接続される。電流増幅回路31の出力端子と、
反転電流増幅回路32の出力端子との間には、温度補償コ
イルL1 とトルク検出コイルL2 との直列回路が介装さ
れる。温度補償コイルL1 とトルク検出コイルL2 との
直列回路には、主回路用の第1抵抗R1 と第2抵抗R2
との直列回路及びフェイルセーフ用である補助回路用の
第1抵抗R1 ′と第2抵抗R2 ′との直列回路が夫々並
列接続される。温度補償コイルL1 とトルク検出コイル
2 との接続部は、差動増幅回路35の一側入力端子及び
差動増幅回路36の一側入力端子と接続される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the torque sensor according to the present invention. An output terminal for outputting an oscillating voltage including a DC voltage of the oscillating circuit 30 oscillating by receiving a power supply voltage from the DC power supply E is connected to the current amplifying circuit 31, the inverted current amplifying circuit 32, and the sampling pulse generating circuits 33 and Connected to each input terminal. An output terminal of the current amplification circuit 31,
Between the output terminal of the inverting current amplifier circuit 32, the series circuit of the temperature compensation coil L 1 and the torque detection coil L 2 is interposed. The series circuit of the temperature compensation coil L 1 and the torque detection coil L 2, the first for the main circuit resistance R 1 and the second resistor R 2
And a series circuit of a first resistor R 1 ′ and a second resistor R 2 ′ for a fail-safe auxiliary circuit are connected in parallel. Connecting portions between the temperature compensation coil L 1 and the torque detection coil L 2 is connected to one input terminal of the one input terminal and a differential amplifier circuit 36 of the differential amplifier circuit 35.

【0019】主回路用の第1抵抗R1 と第2抵抗R2
の接続部は、差動増幅回路35の他側入力端子と接続され
る。補助回路用の第1抵抗R1 ′と第2抵抗R2 ′との
接続部は、差動増幅回路36の他側入力端子と接続され
る。差動増幅回路35の出力端子はサンプルホールド回路
37の入力端子と、差動増幅回路36の出力端子はサンプル
ホールド回路38の入力端子と接続される。サンプリング
パルス発生回路33のパルス出力端子はサンプルホールド
回路37のサンプリングパルス入力端子と、サンプリング
パルス発生回路34のパルス出力端子はサンプルホールド
回路38のサンプリングパルス入力端子と接続される。
The connection between the first resistor R 1 and the second resistor R 2 for the main circuit is connected to the other input terminal of the differential amplifier circuit 35. The connection between the first resistor R 1 ′ and the second resistor R 2 ′ for the auxiliary circuit is connected to the other input terminal of the differential amplifier circuit 36. The output terminal of the differential amplifier circuit 35 is a sample-and-hold circuit.
The input terminal of 37 and the output terminal of the differential amplifier circuit 36 are connected to the input terminal of the sample and hold circuit 38. The pulse output terminal of the sampling pulse generation circuit 33 is connected to the sampling pulse input terminal of the sample and hold circuit 37, and the pulse output terminal of the sampling pulse generation circuit 34 is connected to the sampling pulse input terminal of the sample and hold circuit 38.

【0020】サンプルホールド回路37の出力端子は電圧
・電流変換回路39の入力端子と、サンプルホールド回路
38の出力端子は電圧・電流変換回路40の入力端子と接続
される。電圧・電流変換回路39から主回路用のトルク検
出信号TS が出力され、電圧・電流変換回路40から補助
回路用のトルク検出信号TS ′が出力される。
The output terminal of the sample hold circuit 37 is connected to the input terminal of the voltage / current conversion circuit 39 and the sample hold circuit.
The output terminal 38 is connected to the input terminal of the voltage / current conversion circuit 40. The voltage / current conversion circuit 39 outputs a torque detection signal T S for the main circuit, and the voltage / current conversion circuit 40 outputs a torque detection signal T S ′ for the auxiliary circuit.

【0021】次にこのように構成したトルクセンサの動
作を、縦軸を電圧とし、横軸を時間としている各部信号
の波形図である図4、図5、図6、図7、図8、図9、
図10及び図11とともに説明する。いま、発振回路30を発
振動作させると、発振回路30は図4に示すように直流電
圧VD によりバイアスされた発振電圧VA を出力する。
そしてこの直流電圧VD を含んだ発振電圧VA が電流増
幅回路31及び反転電流増幅回路32へ入力され、電流増幅
回路31は図5に示すように発振回路30の出力電圧と同位
相の交流電圧VB を、また正の直流電圧VD を出力す
る。
Next, the operation of the torque sensor constructed as described above will be described with reference to FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. FIG.
This will be described with reference to FIGS. 10 and 11. Now, when the oscillation operation of the oscillation circuit 30, an oscillation circuit 30 outputs a biased oscillation voltage V A by the DC voltage V D as shown in FIG.
Then, the oscillation voltage VA including the DC voltage V D is input to the current amplifier circuit 31 and the inverted current amplifier circuit 32, and the current amplifier circuit 31 outputs the AC voltage having the same phase as the output voltage of the oscillator circuit 30 as shown in FIG. the voltage V B, and outputs a positive DC voltage V D.

【0022】一方、反転電流増幅回路32は図6に示すよ
うに発振回路30の発振電圧の位相を180°ずらせた交流
電圧VC を、また正の直流電圧VD を出力する。これに
より温度補償コイルL1 とトルク検出コイルL2 との直
列回路の両端には交流電圧V B とVC との差電圧、つま
り発振電圧VA の2倍の高い電圧が与えられて、トルク
検出コイルL2 には、その1/2 の発振電圧VA と同電圧
が与えられる。
On the other hand, the inverted current amplifying circuit 32 is as shown in FIG.
In which the phase of the oscillation voltage of the oscillation circuit 30 is shifted by 180 °
Voltage VCAnd a positive DC voltage VDIs output. to this
More temperature compensation coil L1And torque detection coil LTwoDirectly with
AC voltage V is applied to both ends of the column circuit. BAnd VCVoltage difference between
Oscillation voltage VAGiven a voltage twice as high as
Detection coil LTwoHas an oscillation voltage VAAnd same voltage
Is given.

【0023】また温度補償コイルL1 とトルク検出コイ
ルL2 との直列回路の一側及び他側には同電位の直流電
圧VD が与えられているため温度補償コイルL1 及びト
ルク検出コイルL2 には直流電流が流れない。そして、
温度補償コイルL1 とトルク検出コイルL2 との接続部
の交流電圧は、図7に示すように、トルク検出コイルL
2 のインピーダンスが温度補償コイルL1 のインピーダ
ンスより大きい場合は、発振電圧VA と同位相の交流電
圧VB の変化をし、反対に小さい場合は発振電圧VA
逆位相の交流電圧VC の変化をする。
Further temperature compensation coil L 1 and the temperature compensating coil L 1 and the torque detection coil L for the one side and the other side of the series circuit are given DC voltage V D of the same potential of the torque detection coil L 2 No DC current flows through 2 . And
AC voltage at the connection of the temperature compensation coil L 1 and the torque detection coil L 2, as shown in FIG. 7, the torque detection coil L
If the second impedance is the impedance greater than the temperature compensation coil L 1, the oscillation voltage V AC voltage A and in phase with the change in V B, is less contrary to the AC voltage V C of the oscillating voltage V A and antiphase To change.

【0024】また第1抵抗R1 と第2抵抗R2 との接続
部の直流電圧は、図8に示すように両抵抗R1 とR2
が等しい場合は、直流電圧VD となる。そして温度補償
コイルL1 とトルク検出コイルL2 との接続部の電圧及
び第1抵抗R1 と第2抵抗R 2 との接続部の電圧が差動
増幅回路35へ入力されて差動増幅され、その出力電圧は
図9に示すように変化し、この出力電圧はサンプルホー
ルド回路37へ入力される。
The first resistor R1And the second resistor RTwoConnection with
As shown in FIG.1And RTwoWhen
Are equal, the DC voltage VDBecomes And temperature compensation
Coil L1And torque detection coil LTwoVoltage and connection
And the first resistor R1And the second resistor R TwoThe voltage at the connection with
It is input to the amplifier circuit 35 and differentially amplified, and its output voltage is
The output voltage changes as shown in FIG.
Input to the threshold circuit 37.

【0025】ところで、発振回路30の発振電圧VA がサ
ンプリングパルス発生回路33へ入力されており、発振電
圧VA に同期して図10に示すようにサンプリングパルス
SPを発生しており、このサンプリングパルスSPがサンプ
ルホールド回路37へ与えられる。それによりサンプルホ
ールド回路37は、サンプリングパルスSPが与えられたタ
イミングで図11に示すように差動増幅回路35から入力さ
れた交流電圧VB をサンプリングしてホールドし、検出
トルクに応じた電圧信号SV が得られる。
The oscillation voltage VA of the oscillation circuit 30 is input to the sampling pulse generation circuit 33, and is synchronized with the oscillation voltage VA as shown in FIG.
SP is generated, and the sampling pulse SP is supplied to the sample hold circuit 37. Whereby the sample-and-hold circuit 37, an AC voltage V B which is input from the differential amplifier circuit 35 as shown in FIG. 11 at the timing of the sampling pulse SP is given by sampling and holding a voltage signal corresponding to the detected torque SV is obtained.

【0026】そしてサンプルホールドした電圧信号SV
を電圧・電流変換回路39へ入力し、電流信号に変換する
とともに所定のオフセット値を与えて主回路用のトルク
検出信号TS を出力することになる。そして、このトル
ク検出信号TS に基づいて操舵力を補助するモータ(図
示せず)を駆動することにより操舵力を適正に補助する
ことができる。
The sampled and held voltage signal S V
Is input to the voltage / current conversion circuit 39 to be converted into a current signal and to give a predetermined offset value to output a torque detection signal T S for the main circuit. By driving a motor (not shown) for assisting the steering force based on the torque detection signal T S , the steering force can be properly assisted.

【0027】一方、温度補償コイルL1 とトルク検出コ
イルL2 との接続部の電圧及び補助回路用の第1抵抗R
1 ′と第2抵抗R2 ′との接続部の電圧が差動増幅回路
36へ入力されて差動増幅され、主回路用のトルク検出信
号TS を得たと同様の動作により、電圧・電流変換回路
40から主回路用のトルク検出信号TS と同様に変化する
補助回路用のトルク検出信号TS ′を出力する。これに
より、主回路用のトルク検出信号が消滅した場合は、補
助回路用のトルク検出信号によりフェイルセーフ動作に
移行できる。
On the other hand, the voltage at the connection between the temperature compensating coil L 1 and the torque detecting coil L 2 and the first resistor R for the auxiliary circuit
1 'and the second resistor R 2' the voltage at the connection portion between the differential amplifier circuit
The voltage / current conversion circuit is operated in the same manner as when the signal is input to the differential amplifier 36 and differentially amplified to obtain the main circuit torque detection signal T S.
And outputs a torque detection signal T S 'for the auxiliary circuits which changes in the same manner as the torque detection signal T S for the main circuit 40. Thus, when the torque detection signal for the main circuit disappears, the operation can be shifted to the fail-safe operation by the torque detection signal for the auxiliary circuit.

【0028】このように本発明によれば、トルク検出コ
イルに、発振回路が出力する発振電圧と同電圧を与える
ことができるから、トルク検出コイルの出力を高め得
て、トルクを高感度に検出できる。また温度補償コイル
及びトルク検出コイルの直列回路の他側には、同電位の
直流電圧を与えるから、発振回路から温度補償コイル及
びトルク検出コイルを通る直流電流が流れず、電流増幅
回路の電流負荷を軽減させることができる。更に、温度
補償コイルとトルク検出コイルとの接続部の電圧及び第
1抵抗と第2抵抗との接続部の電圧を、直接に差動増幅
回路へ入力し、差動増幅回路の出力電圧によりトルクを
検出できるから、従来のトルクセンサのようにクランプ
回路、ピークホールド回路等を必要とせず、回路の構成
が簡単になり、コストダウンできる。
As described above, according to the present invention, the same voltage as the oscillation voltage output from the oscillation circuit can be applied to the torque detection coil, so that the output of the torque detection coil can be increased and the torque can be detected with high sensitivity. it can. Also, since the same potential DC voltage is applied to the other side of the series circuit of the temperature compensation coil and the torque detection coil, no DC current flows from the oscillation circuit through the temperature compensation coil and the torque detection coil, and the current load of the current amplification circuit is reduced. Can be reduced. Further, the voltage at the connection between the temperature compensation coil and the torque detection coil and the voltage at the connection between the first resistor and the second resistor are directly input to the differential amplifier circuit, and the torque is determined by the output voltage of the differential amplifier circuit. Can be detected, so that a clamp circuit, a peak hold circuit and the like are not required unlike the conventional torque sensor, the circuit configuration is simplified, and the cost can be reduced.

【0029】図12は、トルク検出機構の他の構造を示す
半截部分断面図であり、図1におけるトルク検出機構の
構成部分と同一部分には同符号を付している。磁性体か
らなる筒体8Aの外周側には、主回路用の温度補償コイル
1aを、内周側には補助回路用の温度補償コイルL1b
夫々独立させて巻回している。一方、磁性体からなる筒
体8Bの外周側には、主回路用のトルク検出コイルL
2aを、内周側には補助回路用のトルク検出コイルL2b
夫々独立させて巻回している。
FIG. 12 is a partially cutaway sectional view showing another structure of the torque detecting mechanism. The same components as those of the torque detecting mechanism in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. On the outer side of the cylindrical body 8A made of a magnetic material, and turning the temperature compensation coil L 1a for the main circuit, and a on the inner peripheral side temperature compensation coil L 1b for auxiliary circuits each made independent winding. On the other hand, a torque detecting coil L for the main circuit is provided on the outer peripheral side of the cylindrical body 8B made of a magnetic material.
On the inner peripheral side, a torque detection coil L 2b for an auxiliary circuit is wound independently.

【0030】図13は温度補償コイルL1a, L1b及びトル
ク検出コイルL2a, L2bを用いたトルクセンサの要部の
構成を示す回路図である。発振回路30の出力側は、コネ
クタCN11を介して補助回路用の温度補償コイルL 1bと接
続され、温度補償コイルL1bはコネクタCN12及びコネク
タCN21を介して、補助回路用のトルク検出コイルL2b
接続され、トルク検出コイルL2bはコネクタCN22を介し
て接地される。また、発振回路30は、コネクタCN31を介
して主回路用の温度補償コイルL1aと接続され、温度補
償コイルL1aはコネクタCN32及びコネクタCN41を介して
トルク検出コイルL2aと接続され、トルク検出コイルL
2aはコネクタCN42を介して接地される。
FIG. 13 shows a temperature compensation coil L1a, L1bAnd Tor
Detection coil L2a, L2bOf the main part of the torque sensor using
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration. The output side of the oscillation circuit 30
Kuta CN11Temperature compensation coil L for auxiliary circuit 1bContact with
The temperature compensation coil L1bIs the connector CN12And connectors
TA CNtwenty oneThrough the torque detection coil L for the auxiliary circuit2bWhen
Connected, torque detection coil L2bIs the connector CNtwenty twoThrough
Grounded. The oscillation circuit 30 is connected to the connector CN.31Through
Temperature compensation coil L for the main circuit1aConnected to the temperature
Compensation coil L1aIs the connector CN32And connector CN41Through
Torque detection coil L2aAnd the torque detection coil L
2aIs the connector CN42Grounded.

【0031】更に、発振回路30は補助回路用の第1抵抗
1 ′及び第2抵抗R2 ′の直列回路を介して接地さ
れ、主回路用の第1抵抗R1 及び第2抵抗R2 の直列回
路を介して接地される。コネクタCN32とCN41との接続部
は、主回路用の差動増幅回路35の一側入力端子と、第1
抵抗R1 と第2抵抗R2 との接続部は差動増幅回路35の
他側入力端子と接続される。コネクタCN12とCN21との接
続部は補助回路用の差動増幅回路36の一側入力端子と、
第1抵抗R1 ′と第2抵抗R2 ′との接続部は差動増幅
回路36の他側入力端子と接続され、差動増幅回路35から
主回路用のトルク信号ST を、差動増幅回路36から補助
回路用のトルク信号ST ′を出力する。
Furthermore, the oscillation circuit 30 is grounded through a series circuit of a first resistor R 1 'and a second resistor R 2' for the auxiliary circuit, the first for the main circuit resistance R 1 and a second resistor R 2 Is grounded through a series circuit of Connection of the connector CN 32 and CN 41 includes one input terminal of the differential amplifier circuit 35 for the main circuit, the first
The connection between the resistor R 1 and the second resistor R 2 is connected to the other input terminal of the differential amplifier circuit 35. The connection between the connectors CN 12 and CN 21 is an input terminal on one side of the differential amplifier circuit 36 for the auxiliary circuit,
'And the second resistor R 2' first resistor R 1 connected portion between is connected to the other input terminal of the differential amplifier circuit 36, the torque signal S T for the main circuit from the differential amplifier circuit 35, a differential The amplifier circuit 36 outputs an auxiliary circuit torque signal ST '.

【0032】このように温度補償コイルL1a, L1b及び
トルク検出コイルL2a, L2b夫々の各端部側にコネクタ
(CN31,CN32),(CN11,CN12)及び(CN41,CN42),
(CN 21,CN22)を設けた場合には、例えば補助回路用の
温度補償コイルL1b又はトルク検出コイルL2bが断線す
ると、図14に示すように差動増幅回路35からは検出トル
クに応じたトルク信号ST が得られるが、差動増幅回路
36からは検出トルクに応じたトルク信号ST ′が得られ
なくなる。
As described above, the temperature compensation coil L1a, L1bas well as
Torque detection coil L2a, L2bConnectors at each end
(CN31, CN32), (CN11, CN12) And (CN41, CN42),
(CN twenty one, CNtwenty two) Is provided, for example, for an auxiliary circuit.
Temperature compensation coil L1bOr torque detection coil L2bBreaks
Then, as shown in FIG. 14, the detection torque is output from the differential amplifier circuit 35.
Torque signal S according to the torqueTIs obtained, but the differential amplifier circuit
From 36, the torque signal S corresponding to the detected torqueT
Disappears.

【0033】また、例えばコネクタCN11が接触不良とな
り、その接触抵抗が増大した場合は、図15に示すように
トルク信号ST に変化が生じないが、補助回路用のトル
ク信号ST ′が低下し、接触抵抗の大きさに応じてトル
ク信号ST とST ′との差ΔSが大きくなる。また、コ
ネクタCN21の接触抵抗が増加すると、図16に示すように
トルク信号ST に変化はないが、補助回路用のトルク信
号ST ′が増加し、接触抵抗に応じてトルク信号ST
T ′との差ΔSが大きくなる。
Further, for example, the connector CN 11 is a contact failure, if the contact resistance is increased, although no change in the torque signal S T, as shown in FIG. 15, the torque signal S T 'for the auxiliary circuit reduced, the difference ΔS between the torque signal S T and S T 'increases according to the magnitude of the contact resistance. Further, the contact resistance of the connector CN 21 is increased, there is no change in the torque signal S T, as shown in FIG. 16, a torque signal for the auxiliary circuit S T 'increases, the torque signal S T according to the contact resistance And the difference ΔS between S T ′ becomes larger.

【0034】更にまた、補助回路用の第2抵抗R2 ′の
抵抗値が変化した場合は、図17に示すように主回路用の
トルク信号ST は変化しないが、補助回路用のトルク信
号S T ′は抵抗が高い程低下することになり、トルク信
号ST とST ′との差ΔSが大きくなる。このようにし
て、温度補償コイル及びトルク検出コイルを、主回路用
と、補助回路用とに分けて夫々を設け、コネクタを介し
て差動増幅回路と接続すれば、温度補償コイル又はトル
ク検出コイルの断線、コネクタの接触不良、あるいは第
1抵抗又は第2抵抗の抵抗値が変化した場合には、トル
ク信号ST とS T ′とに差が生じ、主回路用又は補助回
路用のいずれの回路部品に欠陥が生じたかを識別でき
て、フェイルセーフ動作に確実に移行させることができ
る。
Further, a second resistor R for the auxiliary circuit is provided.Two'of
When the resistance value changes, as shown in FIG.
Torque signal STDoes not change, but the torque signal for the auxiliary
No. S T′ Decreases as resistance increases, and torque
No. STAnd ST′ Is larger. Like this
The temperature compensation coil and torque detection coil for the main circuit.
And the auxiliary circuit are provided separately, and the
If connected to a differential amplifier circuit, the temperature compensation coil or torque
Disconnection of the detection coil, poor contact of the connector, or
If the resistance value of the first resistor or the second resistor changes, the torque
Signal STAnd S T′ And the main circuit or auxiliary circuit
Can identify which circuit component on the road has failed
To ensure fail-safe operation.
You.

【0035】図18はトルク検出機構のトルク検出リング
及び筒体の他の構成を示す半截部分断面図である。その
他の構成は図1に示したトルク検出機構の構造と同様に
構成する。磁性体からなる筒体80の内側には、内周面に
沿って例えばトルク検出コイルLが巻装されている。筒
体80と適長離隔して対向する位置には、大径の円筒から
なる第3のトルク検出リング70を配置しており、このト
ルク検出リング70の先端側の内側には小径の円筒からな
る第2のトルク検出リング60の先端側を遊嵌して対向配
置している。トルク検出リング60は例えば上部軸に、ト
ルク検出リング70は下部軸に取付けられる。両検出リン
グ60,70 の夫々の基端側は逆L字状に折曲げられてお
り、若干厚肉となっている。トルク検出リング60,70 の
先端側には、周方向に所定ピッチで歯部60a,70a が複数
形成されている。筒体80の一方の内周側端面80L と、他
方の内周側端面80R との間に段差が形成されていて、内
周側端面80L とトルク検出リング70との間及び内周側端
面80R とトルク検出リング60との対向距離を等しくし
て、漏洩磁束の発生を防いでいる。
FIG. 18 is a half sectioned partial sectional view showing another configuration of the torque detecting ring and the cylindrical body of the torque detecting mechanism. Other configurations are the same as those of the structure of the torque detection mechanism shown in FIG. Inside the cylindrical body 80 made of a magnetic material, for example, a torque detection coil L is wound along the inner peripheral surface. A third torque detection ring 70 made of a large-diameter cylinder is arranged at a position facing the cylinder 80 at an appropriate distance from the small-diameter cylinder inside the distal end side of the torque detection ring 70. The distal end side of the second torque detecting ring 60 is loosely fitted and arranged to face each other. The torque detection ring 60 is attached to, for example, an upper shaft, and the torque detection ring 70 is attached to a lower shaft. The base end of each of the detection rings 60 and 70 is bent in an inverted L-shape and is slightly thick. A plurality of teeth 60a, 70a are formed at a predetermined pitch in the circumferential direction on the distal end side of the torque detecting rings 60, 70. A step is formed between one inner peripheral end face 80L of the cylindrical body 80 and the other inner peripheral end face 80R, and a step is formed between the inner peripheral end face 80L and the torque detecting ring 70 and the inner peripheral end face 80R. The distance between the motor and the torque detection ring 60 is equalized to prevent the generation of magnetic flux leakage.

【0036】このようにトルク検出リングを構成した場
合、トルクに応じてトルク検出リング60と70との相対回
転量が変化すると歯部60a と70a との重なり合う面積が
変化する。そうすると、トルク検出コイルLのインピー
ダンスが変化し、その変化に応じて出力される電圧によ
りトーションバーに作用したトルクを検出することにな
る。ところで、トルク検出リング60,70 の軸方向相対位
置が外部衝撃等により変化した場合は、センサ出力が変
化する。つまり、トルク検出コイルの出力ゲインは縦軸
をトルク検出コイルの出力ゲインとし、横軸をトルク検
出リング60に対するトルク検出リング70の軸方向相対変
位としている図19に一点鎖線で示すように変化する。即
ち、軸方向相対変位の変化に対してトルク検出コイルL
の出力ゲインは、軸方向相対位置の初期設定値0の状態
から、相対変位が増加、減少するにともない緩やかに低
下し、一点鎖線で示す円弧曲線的に変化する。なお直線
Xは図1に示す如きトルク検出リングの構造の場合のト
ルク検出コイルの出力変化であり、この場合は直線的な
変化をする。
When the torque detecting ring is configured as described above, when the relative rotation amount between the torque detecting rings 60 and 70 changes according to the torque, the area where the tooth portions 60a and 70a overlap changes. Then, the impedance of the torque detection coil L changes, and the torque applied to the torsion bar is detected by the voltage output according to the change. When the relative positions of the torque detecting rings 60 and 70 in the axial direction change due to an external impact or the like, the sensor output changes. That is, the output gain of the torque detection coil changes as shown by a dashed line in FIG. 19, where the vertical axis is the output gain of the torque detection coil and the horizontal axis is the axial relative displacement of the torque detection ring 70 with respect to the torque detection ring 60. . That is, the torque detection coil L
The output gain gradually decreases from the state of the initial set value of the relative position in the axial direction of 0 as the relative displacement increases and decreases, and changes like an arc curve indicated by a chain line. Note that the straight line X is a change in the output of the torque detecting coil in the case of the structure of the torque detecting ring as shown in FIG. 1, and in this case, it changes linearly.

【0037】また、軸方向相対変位に対するトルク検出
コイルの中点出力は図20に一点鎖線で示すように変化す
る。軸方向相対変位を初期設定値0の状態から増加させ
ると中点出力は減少し、反対に軸方向相対変位を減少さ
せると中点出力は増加する。直線Yは図1に示す如きト
ルク検出リングの構造の場合のトルク検出コイルの中点
出力の変化であり、この場合は図18に示すトルク検出リ
ングの場合より軸方向相対変位に対する変化割合が大き
い。
The output of the midpoint of the torque detecting coil with respect to the relative displacement in the axial direction changes as shown by the chain line in FIG. The midpoint output decreases when the axial relative displacement is increased from the state of the initial setting value 0, and conversely, when the axial relative displacement decreases, the midpoint output increases. A straight line Y represents a change in the midpoint output of the torque detecting coil in the case of the structure of the torque detecting ring as shown in FIG. 1. In this case, the rate of change with respect to the axial relative displacement is larger than in the case of the torque detecting ring shown in FIG. .

【0038】このように大径のトルク検出リングの先端
側 (歯部側) と小径のトルク検出リングの先端側 (歯部
側) とが重なるように互いに遊嵌させる構造にすると、
両トルク検出リングの軸方向相対変位に対しトルク検出
コイルの出力ゲイン及び中点出力の変化が少なくなる。
そのためトルク検出機構の耐衝撃性が向上し、またトル
ク検出機構を組立てる際の作業性も向上させ得る。
As described above, when the distal end side (tooth side) of the large-diameter torque detecting ring and the distal end side (tooth side) of the small-diameter torque detecting ring have a structure in which they are loosely fitted to each other,
Changes in the output gain and the midpoint output of the torque detecting coil with respect to the axial relative displacement of the two torque detecting rings are reduced.
Therefore, the shock resistance of the torque detection mechanism is improved, and workability in assembling the torque detection mechanism can be improved.

【0039】図21はトルク検出機構の更に他の構成例を
示す半截部分断面図である。大径のトルク検出リング7
0′及び小径のトルク検出リング60′はともに薄板状の
筒体で形成されている。それ以外の構成は、図18に示し
た構造と同様であり、同一構成部分には同符号を付して
いる。このトルク検出機構によれば、図18に示したトル
ク検出機構におけるトルク検出コイルの出力ゲイン、中
点出力と同様の特性が得られる。
FIG. 21 is a partially cutaway sectional view showing still another example of the structure of the torque detecting mechanism. Large diameter torque detection ring 7
The 0 'and the small-diameter torque detection ring 60' are both formed of a thin plate-shaped cylinder. Other configurations are the same as those shown in FIG. 18, and the same components are denoted by the same reference numerals. According to this torque detection mechanism, the same characteristics as the output gain and the midpoint output of the torque detection coil in the torque detection mechanism shown in FIG. 18 can be obtained.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上詳述したように本発明は温度補償コ
イルとトルク検出コイルとの直列回路の一側に、発振回
路が出力する直流電圧が含まれる発振電圧を与え、他側
には前記発振電圧の位相を 180°ずらせた電圧を与える
ようにしたから、トルク検出コイルには発振電圧をその
まま与えることができ、トルク検出コイルの出力を高め
得る。また温度補償コイルとトルク検出コイルとの直列
回路の一側及び他側には同電位の直流電圧が与えられる
から、温度補償コイル及びトルク検出コイルには直流電
流が流れず電流増幅回路の電流負荷を軽減させることが
できる。更に温度補償コイルとトルク検出コイルとの接
続部の電圧を入力した差動増幅回路によりトルク信号が
得られるので、回路構成が簡単になりコストダウンが図
れる。したがって、本発明は高感度であり動作が安定し
たトルクセンサを安価に提供できるという優れた効果を
奏する。
As described above in detail, according to the present invention, an oscillating voltage including a DC voltage output from an oscillating circuit is applied to one side of a series circuit of a temperature compensating coil and a torque detecting coil, and the oscillating voltage is applied to the other side. Since the voltage obtained by shifting the phase of the oscillating voltage by 180 ° is applied, the oscillating voltage can be applied to the torque detecting coil as it is, and the output of the torque detecting coil can be increased. Also, since a DC voltage of the same potential is applied to one side and the other side of the series circuit of the temperature compensation coil and the torque detection coil, no DC current flows through the temperature compensation coil and the torque detection coil, and the current load of the current amplification circuit is reduced. Can be reduced. Further, since a torque signal can be obtained by the differential amplifier circuit to which the voltage of the connection between the temperature compensation coil and the torque detection coil is input, the circuit configuration is simplified and the cost can be reduced. Therefore, the present invention has an excellent effect that a torque sensor having high sensitivity and stable operation can be provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】トルク検出機構の構成を示す半截部分断面図で
ある。
FIG. 1 is a partially cutaway sectional view showing a configuration of a torque detection mechanism.

【図2】従来のトルクセンサの要部構成を示すブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of a conventional torque sensor.

【図3】本発明に係るトルクセンサの構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a torque sensor according to the present invention.

【図4】発振回路の出力電圧の波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram of an output voltage of the oscillation circuit.

【図5】電流増幅回路の出力電圧の波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram of an output voltage of the current amplification circuit.

【図6】反転電流増幅回路の出力電圧の波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram of an output voltage of the inversion current amplifier circuit.

【図7】温度補償コイルとトルク検出コイルとの接続部
の交流電圧波形図である。
FIG. 7 is an AC voltage waveform diagram of a connection portion between a temperature compensation coil and a torque detection coil.

【図8】第1抵抗と第2抵抗との接続部の出力電圧波形
図である。
FIG. 8 is an output voltage waveform diagram of a connection portion between a first resistor and a second resistor.

【図9】差動増幅回路の出力電圧波形図である。FIG. 9 is an output voltage waveform diagram of the differential amplifier circuit.

【図10】差動増幅回路の出力電圧及びサンプリングパ
ルスの波形図である。
FIG. 10 is a waveform diagram of an output voltage and a sampling pulse of the differential amplifier circuit.

【図11】差動増幅回路の出力電圧、サンプリングパル
ス及びサンプルホールド回路のホールド電圧の波形図で
ある。
FIG. 11 is a waveform diagram of an output voltage of a differential amplifier circuit, a sampling pulse, and a hold voltage of a sample hold circuit.

【図12】トルク検出機構の他の構成を示す半截部分断
面図である。
FIG. 12 is a partially cutaway sectional view showing another configuration of the torque detection mechanism.

【図13】図12に示すトルク検出機構を用いる場合のト
ルクセンサの要部回路図である。
13 is a main part circuit diagram of a torque sensor when the torque detection mechanism shown in FIG. 12 is used.

【図14】図13に示すトルクセンサのトルク対トルク信
号特性図である。
14 is a characteristic diagram of torque versus torque signal of the torque sensor shown in FIG.

【図15】図13に示すトルクセンサのコネクタの接触抵
抗対トルク信号特性図である。
FIG. 15 is a characteristic diagram of contact resistance versus torque signal of the connector of the torque sensor shown in FIG. 13;

【図16】図13に示すトルクセンサのコネクタの接触抵
抗対トルク信号特性図である。
16 is a characteristic diagram of contact resistance versus torque signal of the connector of the torque sensor shown in FIG.

【図17】図13に示すトルクセンサの抵抗の抵抗値変動
対トルク信号特性図である。
17 is a characteristic diagram of a change in resistance value of the resistance of the torque sensor shown in FIG. 13 versus a torque signal.

【図18】トルク検出機構の他の構成を示す半截部分断
面図である。
FIG. 18 is a partially cutaway sectional view showing another configuration of the torque detection mechanism.

【図19】図18に示すトルク検出リングの軸方向相対変
位対トルク検出コイル出力ゲイン特性図である。
FIG. 19 is a graph showing the relative axial displacement of the torque detection ring shown in FIG. 18 versus the output gain characteristic of the torque detection coil.

【図20】図18に示すトルク検出リングの軸方向相対変
位対トルク検出コイル中点出力特性図である。
20 is a characteristic diagram of the axial relative displacement of the torque detection ring shown in FIG. 18 versus the midpoint output characteristic of the torque detection coil.

【図21】トルク検出機構の他の構成を示す半截部分断
面図である。
FIG. 21 is a partially cutaway sectional view showing another configuration of the torque detection mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 発振回路 31 電流増幅回路 32 反転電流増幅回路 35,36 差動増幅回路 L1 温度補償コイル L2 トルク検出コイル R1 ,R1 ′ 第1抵抗 R2 ,R2 ′ 第2抵抗30 the oscillation circuit 31 current amplifying circuit 32 inverting current amplifier 35 and 36 a differential amplifier circuit L 1 temperature compensation coil L 2 torque detecting coil R 1, R 1 'first resistor R 2, R 2' second resistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−2935(JP,A) 特開 平2−195221(JP,A) 実開 平4−67148(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01L 3/10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-2935 (JP, A) JP-A-2-195221 (JP, A) JP-A-4-67148 (JP, U) (58) Investigated Field (Int.Cl. 6 , DB name) G01L 3/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 温度補償コイルとトルク検出コイルとの
直列回路に、第1抵抗と第2抵抗との直列回路を並列接
続した並列回路を備え、該並列回路の一側に直流電圧を
含んだ発振電圧を与えて、温度補償コイルとトルク検出
コイルとの接続部の電圧によりトルクを検出するように
しているトルクセンサであって、 前記発振電圧の位相を 180°ずらせた電圧を前記並列回
路の他側に与える反転回路と、前記温度補償コイルと前
記トルク検出コイルとの接続部の電圧及び前記第1抵抗
と第2抵抗との接続部の電圧を入力すべき差動増幅回路
とを備え、前記差動増幅回路の出力電圧に基づいてトル
クを検出すべく構成してあることを特徴とするトルクセ
ンサ。
1. A series circuit of a temperature compensation coil and a torque detection coil includes a parallel circuit in which a series circuit of a first resistor and a second resistor is connected in parallel, and one side of the parallel circuit includes a DC voltage. A torque sensor for applying an oscillating voltage and detecting a torque based on a voltage at a connection between a temperature compensation coil and a torque detecting coil, wherein a voltage obtained by shifting the phase of the oscillating voltage by 180 ° is applied to the parallel circuit. An inverting circuit to be applied to the other side, and a differential amplifier circuit to which a voltage at a connection between the temperature compensation coil and the torque detection coil and a voltage at a connection between the first resistor and the second resistor are input. A torque sensor configured to detect torque based on an output voltage of the differential amplifier circuit.
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