JP3024905B2 - センサ - Google Patents

センサ

Info

Publication number
JP3024905B2
JP3024905B2 JP6130366A JP13036694A JP3024905B2 JP 3024905 B2 JP3024905 B2 JP 3024905B2 JP 6130366 A JP6130366 A JP 6130366A JP 13036694 A JP13036694 A JP 13036694A JP 3024905 B2 JP3024905 B2 JP 3024905B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection
core
shaft
resin
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6130366A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07333081A (ja
Inventor
浩行 川越
進 太田
順一 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP6130366A priority Critical patent/JP3024905B2/ja
Publication of JPH07333081A publication Critical patent/JPH07333081A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3024905B2 publication Critical patent/JP3024905B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、検出コイルのインダク
タンス変化を利用したセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図4に示すように、トルクセンサ
100は検出部である検出コイル101a,101bの
周辺を磁気特性の優れた磁性材で形成したヨーク102
で囲んで磁気回路を構成し、磁束密度を上げることによ
り検出感度を向上させている。トルクセンサ100にお
いては、入力軸(インプットシャフト)103と出力軸
(アウトプットシャフト)104が内部でトーションバ
ー105により連結されている。
【0003】そこで、入力軸103に捩りトルクを与え
るとトーションバー105が弾性変形し、入力軸103
と出力軸104の間に回転方向の相対変位が生じる。ま
た、各軸103,104の外周には、コア106が嵌装
され、出力軸104の縦ガイド溝とコア106内側の凸
部が係合することにより、コア106は軸方向にのみ移
動出来るように形成されている。更に、コア106のス
パイラル溝107に入力軸103に圧入されたスライダ
ピン108が係合している。なお、109はアルミ製の
ハウジングである。
【0004】このような構造により、軸103,104
間の回転方向の変位は、コア106の軸方向の変位に変
換される。この変位によって生じる上下に配置した検出
コイル101a,101bのインダクタンス変化を利用
してトルク検出を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、検出感度を向上させるために検出部を取り囲む材料
に磁気特性の優れたパーマロイ(Fe系の強磁性体の一
種)などの高価な磁性材が必要になりコストアップにな
るという問題点を有していた。また、検出部を取り囲む
磁性材の加工時における磁化による磁気ばらつきが、セ
ンサ出力のばらつき要因の一つになるという問題点を有
していた。
【0006】本発明は、従来の技術が有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、コスト低減を図ることが出来ると共に、所定の
検出感度を維持しつつセンサ出力のばらつきを抑えるこ
とが出来る操舵トルク検出用のセンサを提供しようとす
るものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく請
求項1に係る発明は、入力軸と出力軸間をトーションバ
ーで連結すると共に、入力軸及び出力軸に係合するコア
を設け、このコアの近傍に設けた検出コイルをハウジン
グで支持し、入出力軸間にトルクが作用するとコアが変
位し、コアの変位による磁気的変化を検出コイルにて電
気的に検出するようにした操舵トルク検出用のセンサに
おいて、ハウジングを、検出コイルを巻回した樹脂製ボ
ビンと入力軸を回動可能に支持する樹脂製ハウジング本
体とで構成し、検出コイルを巻回した樹脂製ボビンに樹
脂製ハウジング本体を一体樹脂モールドした構成である
ことを特徴とする。
【0008】請求項に係る発明は、入力軸と出力軸間
をトーションバーで連結すると共に、入力軸及び出力軸
に係合するコアを設け、このコアの近傍に設けた検出コ
イルをハウジングで支持し、入出力軸間にトルクが作用
するとコアが変位し、コアの変位による磁気的変化を検
出コイルにて電気的に検出するようにした操舵トルク検
出用のセンサにおいて、ハウジングを樹脂材で構成し
アを非磁性材料のみにより構成し、磁気的変化を検
コイルのコイル端における過渡応答電圧の変化として検
出するように構成したことを特徴とする。
【0009】請求項に係る発明は、トルクが作用する
と磁気特性が変化する磁性材を軸に設け、この軸の近傍
に配設した検出コイルをハウジングで支持し、軸に作用
するトルクによって生じる磁性材の磁気的変化を検出コ
イルにて電気的に検出するようにした操舵トルク検出用
のセンサにおいて、ハウジングを、検出コイルを巻回し
た樹脂製ボビンと軸を回動可能に支持する樹脂製ハウジ
ング本体とで構成し、 検出コイルを巻回した樹脂製ボビ
ンに樹脂製ハウジング本体を一体樹脂モールドした構成
であることを特徴とする。
【0010】
【作用】ハウジングを樹脂材で構成したので、渦電流損
失などの磁気損失が生じないため検出感度を低下させな
い。また、ハウジングを非磁性金属で形成した場合よ
り、コア変位又は軸に設けた磁性材による磁気的変化に
対する検出コイルのインダクタンス変化率が大きく、高
い検出感度が得られる。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図1は請求項1又は請求項2に係る
センサを適用した操舵トルクセンサの断面図、図2は
求項3に係るセンサを適用した操舵トルクセンサの断面
図、図3は検出コイルのインダクタンス変化を電気信号
として出力する検出回路の概要図である。
【0012】図1と図3に示すように、請求項1又は請
求項2に係るセンサを適用した操舵トルクセンサ1は、
2個の検出コイル2a,2bと、検出コイル2a,2b
を支持するハウジング3と、検出コイル2a,2bに磁
気的変化を与える非磁性材料よりなるコア4と、磁気的
変化による検出コイル2a,2bのインダクタンス変化
を電気信号として出力する検出回路5などを備えてい
る。
【0013】また、操舵トルクセンサ1においては、入
力軸6と下方にピニオンが設けられた出力軸7が内部に
おいてトーションバー8により連結されている。コア4
は、出力軸7の縦ガイド溝とコア4内側の凸部が係合す
ることにより、軸6,7方向にのみ移動出来るように形
成されている。更に、コア4のスパイラル溝に入力軸6
に圧入されたスライダピンが係合している。なお、出力
軸7はピニオンに噛合するラック歯を有するラック軸
(不図示)を介して操向車輪に連結されている。
【0014】ハウジング3は、検出コイル2a,2bを
巻いた樹脂製ボビン9とハウジング本体10から成り、
検出コイル2a,2bを樹脂製ボビン9に巻いた後に、
型に入れてハウジング本体10と共に一体に樹脂モール
ドし、コア4と入出力軸6,7を囲むように配設されて
いる。なお、11はアルミ材(Al材)で形成され、ハ
ウジング3と連結されるボディであり、ラック軸を介し
て入力される路面反力を受けるために金属製としてい
る。12は入力軸6とハウジング3との間に配設された
ベアリング、13は出力軸7とボディ11との間に配設
されたベアリングである。
【0015】検出回路5は、図3に示すように、検出コ
イル2a,2bと基準抵抗15a,15bによりブリッ
ジ回路を構成している。そして、基準抵抗15aと基準
抵抗15bの接続部16を接地(GND)すると共に、
検出コイル2aと検出コイル2bの接続部17と、基準
抵抗15aと基準抵抗15bの接続部16との間に発振
回路18によりパルス電圧VPを印加するようにしてい
る。
【0016】また、検出コイル2aと基準抵抗15aの
接続部、及び検出コイル2bと基準抵抗15bの接続部
を夫々検出端子19,20とし、各検出端子19,20
はサンプルホールド回路21,22を介して差動電圧検
出手段23に接続されている。
【0017】以上のように構成した請求項1又は請求項
に係るセンサを適用した操舵トルクセンサ1の作用に
ついて説明する。入力軸6に捩りトルクを与えるとトー
ションバー8が弾性変形し、入力軸6と出力軸7の間に
回転方向の変位が生じる。
【0018】すると、各軸6,7の外周に嵌装されてい
るコア4は、出力軸7の縦ガイド溝とコア4内側の凸部
が係合状態にあることと、コア4のスパイラル溝に入力
軸6に圧入されたスライダピンが係合状態にあることに
よって、軸6,7方向に移動する。
【0019】このようなコア4の変位が検出コイル2
a,2bの周辺に磁気的変化を招き、検出コイル2a,
2bのインダクタンスは、一方が大きくなり、他方が小
さくなるように夫々変化する。
【0020】また、ブリッジ回路において、直列接続さ
れた検出コイル2aと基準抵抗15a及び検出コイル2
bと基準抵抗15bは、入力信号としてのパルス電圧V
Pに対して夫々一次遅れ要素として作用する。
【0021】そして、検出コイル2aと検出コイル2b
のインダクタンスが異なることによって、各一次遅れ要
素の時定数が相違するため、検出端子19と検出端子2
0の出力電圧(過渡応答電圧)に差が生じる。これらの
過渡応答電圧のうちボトム電圧における差電圧を、サン
プルホールド回路21,22を介して差動電圧検出手段
23により検出電圧VOとして出力する。
【0022】従って、捩りトルクに伴うコア4の変位で
検出コイル2a,2bのインダクタンスを変化させ、イ
ンダクタンスの変化によるブリッジ回路の出力電圧(過
渡応答電圧)を差動電圧検出手段23により検出し、検
出電圧VOをトルク値に換算することが出来る。
【0023】この時、検出コイル2a,2bを支持する
ハウジング3を磁性材ではなく、磁気的影響を無視出来
る樹脂で構成しているため、検出コイル2a,2bを励
磁する際の渦電流損失などの磁気損失から生じる検出感
度の低下がない。
【0024】また、コア4の変位による検出コイル2
a,2bのインダクタンス変化率も、ハウジング3を樹
脂モールドした方が、ハウジング3をアルミ材で形成し
た場合より大きくなり、操舵トルクセンサ1として高い
検出感度を得ることが出来る。なお、検出コイル2a,
2bをアルミボディから遠ざける程、検出感度が上が
り、金属による磁気損失を無視出来る。
【0025】また、コア4を強磁性材料により構成し、
磁気的変化を検出コイル2a,2bの誘導起電力として
検出することも出来る。この場合、交番電圧を発生する
一次コイルが必要となる。
【0026】図2に示すように、請求項3に係るセンサ
を適用した操舵トルクセンサ30は、2個の検出コイル
32a,32bと、検出コイル32a,32bを支持す
るハウジング33と、検出コイル32a,32bに磁気
的変化を与えるアモルファス薄帯34と、アモルファス
薄帯34を装着した軸35と、検出コイル32a,32
bの磁気的変化を電気信号として出力する検出回路36
などを備えている。
【0027】アモルファス薄帯34は、引張り応力が掛
かると透磁率が上がり、一方圧縮応力が掛かると透磁率
が下がる特性を有する。そこで、アモルファス薄帯34
には、軸35に捩りトルクが掛かった場合に圧縮・引張
り応力が生じ易くなるように斜めにスリット37が形成
されている。
【0028】ハウジング33は、検出コイル32a,3
2bを巻いた樹脂製ボビン39とハウジング本体40か
ら成り、検出コイル32a,32bを樹脂製ボビン39
に巻いた後に、型に入れてハウジング本体40と共に一
体に樹脂モールドし、アモルファス薄帯34と軸35を
囲むように配設されている。なお、41はアルミ材(A
l材)で形成され、ハウジング33と連結されるボデ
ィ、42は軸35とハウジング33の間に配設されたベ
アリング、43は軸35とボディ41との間に配設され
たベアリングである。
【0029】検出回路36は、図3に示すように、検出
コイル32a,32bと基準抵抗15a,15bにより
ブリッジ回路を構成している。その他の構成は、検出回
路5と同様である。
【0030】以上のように構成した請求項3に係るセン
サを適用した操舵トルクセンサ30の作用について説明
する。軸35に捩りトルクが掛かると、アモルファス薄
帯34に圧縮・引張り応力が生じてアモルファス薄帯3
4の透磁率が変化し、検出コイル32a,32b周辺の
磁束に変化が起こる。
【0031】すると、検出コイル32a,32bのイン
ダクタンスが変化する。このインダクタンス変化により
ブリッジ回路の検出端子19と検出端子20の出力電圧
(過渡応答電圧)に差が生じる。これらの過渡応答電圧
のうちボトム電圧における差電圧を、サンプルホールド
回路21,22を介して差動電圧検出手段23により検
出電圧VOとして出力する。この検出電圧VOをトルク値
に換算することが出来る。
【0032】この時、検出コイル32a,32bを支持
するハウジング33を磁性材ではなく、磁気的影響を無
視出来る樹脂で構成しているため、検出コイル32a,
32bを励磁する際の渦電流損失などの磁気損失から生
じる検出感度の低下がない。なお、検出コイル32a,
32bをアルミボディから遠ざける程、検出感度が上が
り、金属による磁気損失を無視出来る。
【0033】また、アモルファス薄帯34の圧縮・引張
り応力による検出コイル32a,32bのインダクタン
ス変化率も、ハウジング33を樹脂モールドした方が、
ハウジング33をアルミ材で形成した場合より大きくな
り、操舵トルクセンサ30として高い検出感度を得るこ
とが出来る。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、検
出コイル周辺を磁性材で囲むのではなく、磁気的影響の
無視出来る樹脂で構成するため、コスト低減が図れる。
また、磁性材の加工時における磁化による磁気ばらつき
を考慮する必要がなくなり、従って磁気ばらつきを抑え
るための磁気焼鈍が不要となり、工程の短縮が図れる。
更に、ハウジングなどの樹脂化により軽量化が図れる。
【0035】また、ハウジングを樹脂モールドにより構
成したので、アルミなどの非磁性金属ボディで検出コイ
ルを囲む場合のように、コイル励磁によりアルミボディ
の表面に渦電流損などの磁気損失が生じて検出感度が低
下するようなことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1又は請求項2に係るセンサを適用した
操舵トルクセンサの断面図
【図2】請求項3に係るセンサを適用した操舵トルクセ
ンサの断面図
【図3】検出コイルのインダクタンス変化を電気信号と
して出力する検出回路の概要図
【図4】従来のセンサを適用した操舵トルクセンサの断
面図
【符号の説明】
1,30…操舵トルクセンサ、2a,2b,32a,3
2b…検出コイル、3,33…ハウジング、4…コア、
5,36…検出回路(出力手段)、6…入力軸、7…出
力軸、8…トーションバー、9,39…樹脂製ホビン、
10,40…ハウジング本体、34…アモルファス薄帯
(磁性材)、35…軸。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−86602(JP,A) 特開 昭61−198017(JP,A) 実開 平2−55141(JP,U) 実開 平5−55034(JP,U) 実開 平6−78833(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 3/10 B62D 5/04 G01D 5/20

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力軸と出力軸間をトーションバーで連
    結すると共に、入力軸及び出力軸に係合するコアを設
    け、このコアの近傍に設けた検出コイルをハウジングで
    支持し、前記入出力軸間にトルクが作用すると前記コア
    が変位し、前記コアの変位による磁気的変化を前記検出
    コイルにて電気的に検出するようにした操舵トルク検出
    用のセンサにおいて、前記ハウジングを、前記検出コイ
    ルを巻回した樹脂製ボビンと前記入力軸を回動可能に支
    持する樹脂製ハウジング本体とで構成し、前記検出コイ
    ルを巻回した樹脂製ボビンに前記樹脂製ハウジング本体
    を一体樹脂モールドした構成であることを特徴とするセ
    ンサ。
  2. 【請求項2】 入力軸と出力軸間をトーションバーで連
    結すると共に、入力軸及び出力軸に係合するコアを設
    け、このコアの近傍に設けた検出コイルをハウジングで
    支持し、前記入出力軸間にトルクが作用すると前記コア
    が変位し、前記コアの変位による磁気的変化を前記検出
    コイルにて電気的に検出するようにした操舵トルク検出
    用のセンサにおいて、前記ハウジングを樹脂材で構成
    、前記コアを非磁性材料のみにより構成し、前記磁気
    的変化を前記検出コイルのコイル端における過渡応答電
    圧の変化として検出するように構成したことを特徴とす
    センサ。
  3. 【請求項3】 トルクが作用すると磁気特性が変化する
    磁性材を軸に設け、この軸の近傍に配設した検出コイル
    をハウジングで支持し、前記軸に作用するトルクによっ
    て生じる前記磁性材の磁気的変化を前記検出コイルにて
    電気的に検出するようにした操舵トルク検出用のセンサ
    において、前記ハウジングを、前記検出コイルを巻回し
    た樹脂製ボビンと前記軸を回動可能に支持する樹脂製ハ
    ウジング本体とで構成し、前記検出コイルを巻回した樹
    脂製ボビンに前記樹脂製ハウジング本体を一体樹脂モー
    ルドした構成であることを特徴とするセンサ。
JP6130366A 1994-06-13 1994-06-13 センサ Expired - Lifetime JP3024905B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6130366A JP3024905B2 (ja) 1994-06-13 1994-06-13 センサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6130366A JP3024905B2 (ja) 1994-06-13 1994-06-13 センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07333081A JPH07333081A (ja) 1995-12-22
JP3024905B2 true JP3024905B2 (ja) 2000-03-27

Family

ID=15032663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6130366A Expired - Lifetime JP3024905B2 (ja) 1994-06-13 1994-06-13 センサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3024905B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5180483B2 (ja) * 2006-03-28 2013-04-10 本田技研工業株式会社 トルクセンサの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07333081A (ja) 1995-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4572005A (en) Magnetostriction torque sensor
US7584672B2 (en) Magnetostrictive torque sensor
US6595074B2 (en) Torque detecting device and electromotive power steering apparatus mounting the torque detecting device thereon
JP4292967B2 (ja) 磁歪式トルクセンサ
EP2098843B1 (en) Magnetostrictive torque sensor device, manufacturing method thereof, and vehicle steering apparatus
JPH07190867A (ja) 軸の非接触式トルクセンサとこのトルクセンサ用の測定層
JP2001133337A (ja) 磁歪式トルクセンサ及び磁歪式トルクセンサを搭載した電動パワーステアリング装置
WO2008044689A1 (fr) Détecteur de couple, procédé de fabrication du détecteur de couple et dispositif de direction à alimentation électrique
JP2008096202A (ja) 磁歪式トルクセンサ
US4361045A (en) Vibration sensor
US4338823A (en) Vibration sensor
JP2769369B2 (ja) トルク・センサ
JPH07333083A (ja) センサの温度特性補償構造
JP2001124640A (ja) トルク検出装置
JP3024905B2 (ja) センサ
JP2000019034A (ja) 磁界検出センサ
JP5704347B2 (ja) 電流センサ
JP4197360B2 (ja) 力および変位の検出方法
JP3216982B2 (ja) 磁歪式トルク検出装置
JP3055752B2 (ja) 操舵トルクセンサ
US20100102909A1 (en) Solenoid plunger housing made of metals of different magnetic permeability
JP2002062203A (ja) トルクセンサ
JP2002071476A (ja) トルク検出装置及びその製造方法
JP6071609B2 (ja) 磁歪式トルクセンサ
US20230068057A1 (en) Coil Arrangement and Torque Sensor with Coil Arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000107

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080121

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090121

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100121

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100121

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110121

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110121

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120121

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120121

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130121

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130121

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140121

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term