JP3033235B2 - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、被測定軸に加えられ
るトルクを検出するのに利用されるトルク検出装置に関
するものである。
るトルクを検出するのに利用されるトルク検出装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のトルク検出装置として
は、例えば、図６に示すような特開昭６２−１８５１３
６号公報に示されたものがある。
は、例えば、図６に示すような特開昭６２−１８５１３
６号公報に示されたものがある。
【０００３】図６に示すトルク検出装置１０１は、被測
定軸１０２の表面に軸方向に間隔をおいて左右に傾斜す
る溝１０３を円周方向に複数形成して、形状磁気異方性
部を設け、前記形状磁気異方性部と対向して被測定軸１
０２の外側にコイル１０４，１０５を間隙１０６を介し
て配置させ、コイル１０４，１０５の外側にヨーク１０
７を設けた構造をなすものである。
定軸１０２の表面に軸方向に間隔をおいて左右に傾斜す
る溝１０３を円周方向に複数形成して、形状磁気異方性
部を設け、前記形状磁気異方性部と対向して被測定軸１
０２の外側にコイル１０４，１０５を間隙１０６を介し
て配置させ、コイル１０４，１０５の外側にヨーク１０
７を設けた構造をなすものである。
【０００４】このような構造のトルク検出装置１０１に
おいて、コイル１０４，１０５は、図７に例示するよう
に、抵抗器１１１，１１２と組み合わされてブリッジ回
路を形成し、ブリッジ回路の接続点Ａ，Ｃ間には励磁用
発振器１１３を接続し、接続点Ｂ，Ｂ´間には差動増幅
器１１４を接続して、被測定軸１０２にトルクＴが加え
られた際に、図８に例示するようなトルク−出力特性の
検出出力を取り出すことができるようにしている。
おいて、コイル１０４，１０５は、図７に例示するよう
に、抵抗器１１１，１１２と組み合わされてブリッジ回
路を形成し、ブリッジ回路の接続点Ａ，Ｃ間には励磁用
発振器１１３を接続し、接続点Ｂ，Ｂ´間には差動増幅
器１１４を接続して、被測定軸１０２にトルクＴが加え
られた際に、図８に例示するようなトルク−出力特性の
検出出力を取り出すことができるようにしている。
【０００５】このような被測定軸１０２の磁歪成分を検
出する方式のトルク検出装置１０１は、被測定軸１０２
の回転による出力変動がなく、静止トルクから高速回転
トルクまで幅広く安定した出力が得られ、非接触型のト
ルク検出手段として有用なものである。
出する方式のトルク検出装置１０１は、被測定軸１０２
の回転による出力変動がなく、静止トルクから高速回転
トルクまで幅広く安定した出力が得られ、非接触型のト
ルク検出手段として有用なものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のトルク検出装置１０１にあっては、被測定軸
１０２に形状磁気異方性部を設けるに際して、溝１０３
を切削加工によって形成することにより行なっている
が、切削加工による場合にはとくに高トルクが付加され
たときに応力集中を生ずることがあるため、低トルクか
ら高トルクまで安定したトルク−出力特性を得ることが
できないことがあり、そしてまた、とくに被測定軸１０
２の素材としてＦｅ−Ａｌ系合金のごとき硬質の磁歪材
料を用いる場合には切削加工性が悪く、ドリルの刃の欠
損が多いと共に、加工にかなり長い時間を必要とするた
め量産の阻害要因となっているという問題点があり、こ
れらの問題点を解決することが課題となっていた。
うな従来のトルク検出装置１０１にあっては、被測定軸
１０２に形状磁気異方性部を設けるに際して、溝１０３
を切削加工によって形成することにより行なっている
が、切削加工による場合にはとくに高トルクが付加され
たときに応力集中を生ずることがあるため、低トルクか
ら高トルクまで安定したトルク−出力特性を得ることが
できないことがあり、そしてまた、とくに被測定軸１０
２の素材としてＦｅ−Ａｌ系合金のごとき硬質の磁歪材
料を用いる場合には切削加工性が悪く、ドリルの刃の欠
損が多いと共に、加工にかなり長い時間を必要とするた
め量産の阻害要因となっているという問題点があり、こ
れらの問題点を解決することが課題となっていた。
【０００７】
【発明の目的】この発明は、このような従来の課題に鑑
みてなされたもので、表面部分をＦｅ−Ａｌ系合金より
なる磁歪材料で形成した被測定軸の形状磁気異方性部の
面形状を応力集中が起こりがたいものしてとくに高トル
クが付加されたときでも応力集中が生じないようにし、
低トルクから高トルクまで安定したトルク−出力特性を
得ることができるようにすると共に、形状磁気異方性部
の製造性を良好なものとし、被測定軸を量産的に製造す
ることが可能であるようにしたトルク検出装置を提供す
ることを目的としている。
みてなされたもので、表面部分をＦｅ−Ａｌ系合金より
なる磁歪材料で形成した被測定軸の形状磁気異方性部の
面形状を応力集中が起こりがたいものしてとくに高トル
クが付加されたときでも応力集中が生じないようにし、
低トルクから高トルクまで安定したトルク−出力特性を
得ることができるようにすると共に、形状磁気異方性部
の製造性を良好なものとし、被測定軸を量産的に製造す
ることが可能であるようにしたトルク検出装置を提供す
ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、動力伝達軸
などの被測定軸と、前記被測定軸を磁路の一部とする磁
気回路を形成する励磁手段と、前記被測定軸の磁歪成分
を検出する検出手段を具備してなるトルク検出装置にお
いて、前記被測定軸の表面部分をＦｅ−Ａｌ系合金より
なる磁歪材料で融合一体化して形成し、前記被測定軸の
表面部分には、塑性加工によって滑らかな曲面形状で形
成されかつ当該被測定軸の軸心方向に対し、所定の角度
をなす凹凸状部よりなる形状磁気異方性部を設けた構成
としたことを特徴としており、実施態様において、前記
塑性加工は、表面部分をＦｅ−Ａｌ系合金よりなる磁歪
材料で融合一体化した被測定軸素材の少なくとも表面部
分を４００℃以上にした加熱下での塑性加工である構成
としたことを特徴としており、このようなトルク検出装
置に係わる発明の構成を前述した従来の課題を解決する
ための手段としている。
などの被測定軸と、前記被測定軸を磁路の一部とする磁
気回路を形成する励磁手段と、前記被測定軸の磁歪成分
を検出する検出手段を具備してなるトルク検出装置にお
いて、前記被測定軸の表面部分をＦｅ−Ａｌ系合金より
なる磁歪材料で融合一体化して形成し、前記被測定軸の
表面部分には、塑性加工によって滑らかな曲面形状で形
成されかつ当該被測定軸の軸心方向に対し、所定の角度
をなす凹凸状部よりなる形状磁気異方性部を設けた構成
としたことを特徴としており、実施態様において、前記
塑性加工は、表面部分をＦｅ−Ａｌ系合金よりなる磁歪
材料で融合一体化した被測定軸素材の少なくとも表面部
分を４００℃以上にした加熱下での塑性加工である構成
としたことを特徴としており、このようなトルク検出装
置に係わる発明の構成を前述した従来の課題を解決する
ための手段としている。
【０００９】この発明に係わるトルク検出装置において
は、被測定軸の表面部分をＦｅ−Ａｌ系合金よりなる磁
歪材料で融合一体化して形成したものとしているが、こ
の場合、被測定軸の軸基体としては、高降伏点を有する
材料を用いることが可能であり、また、必要に応じて高
降伏点材料を積極的に用いることが望ましく、この高降
伏点を有する材料としては、ＪＩＳに制定する機械構造
用鋼鋼材、例えば、機械構造用炭素鋼鋼材（ＳＣ材，Ｓ
−ＣＫ材など）や、機械構造用合金鋼鋼材（ＳＣｒ材，
ＳＣＭ材，ＳＮＣ材，ＳＮＣＭ材など）が用いられ、適
宜、添加成分や組成を変えることにより、降伏点等を向
上させたものが用いられる。
は、被測定軸の表面部分をＦｅ−Ａｌ系合金よりなる磁
歪材料で融合一体化して形成したものとしているが、こ
の場合、被測定軸の軸基体としては、高降伏点を有する
材料を用いることが可能であり、また、必要に応じて高
降伏点材料を積極的に用いることが望ましく、この高降
伏点を有する材料としては、ＪＩＳに制定する機械構造
用鋼鋼材、例えば、機械構造用炭素鋼鋼材（ＳＣ材，Ｓ
−ＣＫ材など）や、機械構造用合金鋼鋼材（ＳＣｒ材，
ＳＣＭ材，ＳＮＣ材，ＳＮＣＭ材など）が用いられ、適
宜、添加成分や組成を変えることにより、降伏点等を向
上させたものが用いられる。
【００１０】また、被測定軸の表面部分を融合一体化し
た状態で形成するＦｅ−Ａｌ系合金によりなる磁歪材料
としては、Ｆｅ−Ａｌ合金だけでなく、このＦｅ−Ａｌ
合金に対して適宜添加成分や組成を変えることにより磁
歪等を向上させたＦｅ−Ａｌ系合金が用いられる。
た状態で形成するＦｅ−Ａｌ系合金によりなる磁歪材料
としては、Ｆｅ−Ａｌ合金だけでなく、このＦｅ−Ａｌ
合金に対して適宜添加成分や組成を変えることにより磁
歪等を向上させたＦｅ−Ａｌ系合金が用いられる。
【００１１】そして、被測定軸の軸基体を構成する例え
ば高降伏点を有する材料と、この軸基体表面に形成され
る高磁歪材料であるＦｅ−Ａｌ系合金とは互いに金属組
織的に合金化していることが望ましく、これらの両者を
金属組織的に融合させて合金化しているものとするのに
用いる手段としては、ＴＩＧ溶接，プラズマ粉末溶接，
レーザ溶接，電子ビーム溶接などがある。
ば高降伏点を有する材料と、この軸基体表面に形成され
る高磁歪材料であるＦｅ−Ａｌ系合金とは互いに金属組
織的に合金化していることが望ましく、これらの両者を
金属組織的に融合させて合金化しているものとするのに
用いる手段としては、ＴＩＧ溶接，プラズマ粉末溶接，
レーザ溶接，電子ビーム溶接などがある。
【００１２】そして、この発明に係わるトルク検出装置
では、被測定軸の表面部分を上記したごとくＦｅ−Ａｌ
系合金よりなる磁歪材料で融合一体化して形成したうえ
で、前記被測定軸の表面部分に、塑性加工によって滑ら
かな曲面形状で形成されかつ当該被測定軸の軸心方向に
対して所定の角度をなす凹凸状部よりなる形状磁気異方
性部を設けた構成としているが、この場合、被測定軸の
少なくとも表面を４００℃以上にした加熱下で塑性加工
を行うことにより形状磁気異方性部を形成するようにな
すことが望ましい。
では、被測定軸の表面部分を上記したごとくＦｅ−Ａｌ
系合金よりなる磁歪材料で融合一体化して形成したうえ
で、前記被測定軸の表面部分に、塑性加工によって滑ら
かな曲面形状で形成されかつ当該被測定軸の軸心方向に
対して所定の角度をなす凹凸状部よりなる形状磁気異方
性部を設けた構成としているが、この場合、被測定軸の
少なくとも表面を４００℃以上にした加熱下で塑性加工
を行うことにより形状磁気異方性部を形成するようにな
すことが望ましい。
【００１３】この場合、被測定軸の加熱手段としては、
電気式などの加熱炉を用いることができるほか、高周波
誘導加熱により表面部分のみを加熱するようになすこと
もできる。
電気式などの加熱炉を用いることができるほか、高周波
誘導加熱により表面部分のみを加熱するようになすこと
もできる。
【００１４】そして、塑性加工を４００℃以上の温度で
行うようにすることが望ましいのは、Ｆｅ−Ａｌ系合金
を４００℃以上に加熱した際に靭性が大きく向上するた
めであり、塑性加工による形状磁気異方性部の形成がよ
り一層容易に可能となるためである。
行うようにすることが望ましいのは、Ｆｅ−Ａｌ系合金
を４００℃以上に加熱した際に靭性が大きく向上するた
めであり、塑性加工による形状磁気異方性部の形成がよ
り一層容易に可能となるためである。
【００１５】このようにして、成形型を用いた塑性加工
によって滑らかな曲面形状よりなる形状磁気異方性部が
形成されるわけであるが、あまり高温に加熱した状態で
塑性加工を行うと、成形型の寿命が低下することとなる
ので、９００℃以下とすることが望ましい。
によって滑らかな曲面形状よりなる形状磁気異方性部が
形成されるわけであるが、あまり高温に加熱した状態で
塑性加工を行うと、成形型の寿命が低下することとなる
ので、９００℃以下とすることが望ましい。
【００１６】
【発明の作用】この発明に係わるトルク検出装置は、被
測定軸の表面部分をＦｅ−Ａｌ系合金よりなる磁歪材料
で融合一体化して形成し、前記被測定軸の表面部分に
は、塑性加工によって滑らかな曲面形状で形成されかつ
当該被測定軸の軸心方向に対し所定の角度をなす凹凸状
部よりなる形状磁気異方性部を設けた構成としているの
で、形状磁気異方性部を切削加工により成形する場合に
比べて応力集中を生じがたいものとなり、とくに高トル
クが付加されたときでも応力集中が起こらないため低ト
ルクから高トルクまで安定したトルク−出力特性が得ら
れるようになり、加えて、切削加工による場合に比べて
成形性がより一層良好なものとなって、形状磁気異方性
部の製造性がさらに向上したものとなる。
測定軸の表面部分をＦｅ−Ａｌ系合金よりなる磁歪材料
で融合一体化して形成し、前記被測定軸の表面部分に
は、塑性加工によって滑らかな曲面形状で形成されかつ
当該被測定軸の軸心方向に対し所定の角度をなす凹凸状
部よりなる形状磁気異方性部を設けた構成としているの
で、形状磁気異方性部を切削加工により成形する場合に
比べて応力集中を生じがたいものとなり、とくに高トル
クが付加されたときでも応力集中が起こらないため低ト
ルクから高トルクまで安定したトルク−出力特性が得ら
れるようになり、加えて、切削加工による場合に比べて
成形性がより一層良好なものとなって、形状磁気異方性
部の製造性がさらに向上したものとなる。
【００１７】
【実施例】次に、この発明に係わるトルク検出装置の実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００１８】図１は、この発明に係わるトルク検出装置
の一実施例を示すものであって、このトルク検出装置１
は、図２にも示すように、軸基体２ａの表面に、Ｆｅ−
Ａｌ系合金よりなる磁歪材料２ｂを金属組織的に融合さ
せて一体化したものとした被測定軸２をそなえ、前記被
測定軸２の表面部分には、塑性加工によって滑らかな曲
面形状に形成されかつ当該被測定軸２の軸心方向に対し
所定の角度をなす凹状部３ａ，３ｂおよびこれら凹状部
３ａ，３ｂの形成によって相対的に形成される凸状部４
ａ，４ｂよりなる形状磁気異方性部５ａ，５ｂを設け、
さらに、前記形状磁気異方性部５ａ，５ｂに対向させて
被測定軸２の外周側にコイル６ａ，６ｂを間隙７を介し
て配置し、コイル６ａ，６ｂの外側にヨーク８を設けた
構造をなすものである。
の一実施例を示すものであって、このトルク検出装置１
は、図２にも示すように、軸基体２ａの表面に、Ｆｅ−
Ａｌ系合金よりなる磁歪材料２ｂを金属組織的に融合さ
せて一体化したものとした被測定軸２をそなえ、前記被
測定軸２の表面部分には、塑性加工によって滑らかな曲
面形状に形成されかつ当該被測定軸２の軸心方向に対し
所定の角度をなす凹状部３ａ，３ｂおよびこれら凹状部
３ａ，３ｂの形成によって相対的に形成される凸状部４
ａ，４ｂよりなる形状磁気異方性部５ａ，５ｂを設け、
さらに、前記形状磁気異方性部５ａ，５ｂに対向させて
被測定軸２の外周側にコイル６ａ，６ｂを間隙７を介し
て配置し、コイル６ａ，６ｂの外側にヨーク８を設けた
構造をなすものである。
【００１９】この場合、コイル６ａ，６ｂは、図７に示
したと同様の回路構成として抵抗（１１１，１１２）と
共にブリッジ回路を形成し、被測定軸２を磁路の一部と
する磁気回路を形成する励磁手段と、被測定軸２の磁歪
成分を検出する検出手段とを兼ねたものとなっている。
したと同様の回路構成として抵抗（１１１，１１２）と
共にブリッジ回路を形成し、被測定軸２を磁路の一部と
する磁気回路を形成する励磁手段と、被測定軸２の磁歪
成分を検出する検出手段とを兼ねたものとなっている。
【００２０】このような構成をなすトルク検出装置１に
おいて、被測定軸２を製造する工程について説明する。
おいて、被測定軸２を製造する工程について説明する。
【００２１】この実施例では、図１に示した構造のトル
ク検出装置１において、被測定軸２の高降伏点を有する
軸基体２ａの素材として、ＪＩＳ Ｓ２５Ｃに相当する
機械構造用炭素鋼を直径１８．５ｍｍに加工したものを
用い、この表面に、Ａｌ：１３重量％、残部Ｆｅよりな
るＦｅ−Ａｌ合金を高磁歪材料２ｂとしてプラズマ粉末
溶接（ＰＰＷ）により金属組織的に融合させ、その後、
外周の切削を行うことにより、図３に示すように、軸基
体２ａの一部分に高磁歪材料２ｂが金属組織的に融合し
て一体化した直径２０ｍｍの被測定軸素材２´を得た。
ク検出装置１において、被測定軸２の高降伏点を有する
軸基体２ａの素材として、ＪＩＳ Ｓ２５Ｃに相当する
機械構造用炭素鋼を直径１８．５ｍｍに加工したものを
用い、この表面に、Ａｌ：１３重量％、残部Ｆｅよりな
るＦｅ−Ａｌ合金を高磁歪材料２ｂとしてプラズマ粉末
溶接（ＰＰＷ）により金属組織的に融合させ、その後、
外周の切削を行うことにより、図３に示すように、軸基
体２ａの一部分に高磁歪材料２ｂが金属組織的に融合し
て一体化した直径２０ｍｍの被測定軸素材２´を得た。
【００２２】次いで、前記被測定軸素材２´を高周波加
熱し、少なくとも被測定軸素材２´の表面部分が４００
℃以上となるようにし、すぐさま転造機に入れて塑性加
工を行うことによって、図２に示すように、凹状部３
ａ，３ｂおよびこれら凹状部３ａ，３ｂの形成によって
相対的に形成される凸状部４ａ，４ｂを有する滑らかな
曲面形状からなる形状磁気異方性部５ａ，５ｂを形成し
た。ここで、形成された凹凸状部のピッチは約３ｍｍ，
段差は１ｍｍである。
熱し、少なくとも被測定軸素材２´の表面部分が４００
℃以上となるようにし、すぐさま転造機に入れて塑性加
工を行うことによって、図２に示すように、凹状部３
ａ，３ｂおよびこれら凹状部３ａ，３ｂの形成によって
相対的に形成される凸状部４ａ，４ｂを有する滑らかな
曲面形状からなる形状磁気異方性部５ａ，５ｂを形成し
た。ここで、形成された凹凸状部のピッチは約３ｍｍ，
段差は１ｍｍである。
【００２３】かくして、図２に示すように、被測定軸２
は、その表面部の磁歪材料２ｂであるＦｅ−Ａｌ合金層
が波形に凹凸状部を形成し、軸基体２ａのＳ２５Ｃが支
えとなって、きれいな形状磁気異方性部５ａ，５ｂを形
成したものとなっている。
は、その表面部の磁歪材料２ｂであるＦｅ−Ａｌ合金層
が波形に凹凸状部を形成し、軸基体２ａのＳ２５Ｃが支
えとなって、きれいな形状磁気異方性部５ａ，５ｂを形
成したものとなっている。
【００２４】この発明においては、本発明者が、磁歪材
料２ｂであるＦｅ−Ａｌ合金の温度によるシャルピー衝
撃値の変化が図４に示すようになっていて、４００℃以
上からシャルピー衝撃値が増加していることを見いだし
たため、表面にＦｅ−Ａｌ合金を一体でそなえた被測定
軸素材を４００℃以上に加熱すれば、塑性加工、すなわ
ち転造等により滑らかな凹凸状部の形成が可能であると
の考えに到ったものであり、併せて、高周波による表面
部分の加熱を行うことによって、下地の基体材料である
Ｓ２５Ｃはほとんど加熱されないため、４００℃以上に
加熱されたＦｅ−Ａｌ合金より硬いものとなっているこ
とにより、この基体材料はほとんど塑性流動が起こら
ず、磁歪材料２ｂのみが変形して形状磁気異方性部５
ａ，５ｂを形成するのに極めて都合が良いことを確かめ
た。
料２ｂであるＦｅ−Ａｌ合金の温度によるシャルピー衝
撃値の変化が図４に示すようになっていて、４００℃以
上からシャルピー衝撃値が増加していることを見いだし
たため、表面にＦｅ−Ａｌ合金を一体でそなえた被測定
軸素材を４００℃以上に加熱すれば、塑性加工、すなわ
ち転造等により滑らかな凹凸状部の形成が可能であると
の考えに到ったものであり、併せて、高周波による表面
部分の加熱を行うことによって、下地の基体材料である
Ｓ２５Ｃはほとんど加熱されないため、４００℃以上に
加熱されたＦｅ−Ａｌ合金より硬いものとなっているこ
とにより、この基体材料はほとんど塑性流動が起こら
ず、磁歪材料２ｂのみが変形して形状磁気異方性部５
ａ，５ｂを形成するのに極めて都合が良いことを確かめ
た。
【００２５】この発明によるトルク検出装置１において
は、凹凸状部分による形状磁気異方性を利用し、凸状部
４ａ，４ｂに加わる応力による磁歪材料の磁気特性の変
化を検出するようにしているため、凸状部はほとんど磁
歪材料で構成されていることが望ましく、まさに、この
発明は最適な構造をもつ被測定軸２を提供するものであ
る。
は、凹凸状部分による形状磁気異方性を利用し、凸状部
４ａ，４ｂに加わる応力による磁歪材料の磁気特性の変
化を検出するようにしているため、凸状部はほとんど磁
歪材料で構成されていることが望ましく、まさに、この
発明は最適な構造をもつ被測定軸２を提供するものであ
る。
【００２６】このようにして、塑性加工によって滑らか
な曲面形状をもつ形状磁気異方性部５ａ，５ｂを成形し
たのち、焼き入れ、焼き戻しの熱処理を施して被測定軸
２とした。
な曲面形状をもつ形状磁気異方性部５ａ，５ｂを成形し
たのち、焼き入れ、焼き戻しの熱処理を施して被測定軸
２とした。
【００２７】この実施例におけるトルク検出装置１のト
ルク−出力特性を図５に示すが、この図５に示すよう
に、低トルクから高トルクまで安定した良好なトルク−
出力特性を得ることができた。
ルク−出力特性を図５に示すが、この図５に示すよう
に、低トルクから高トルクまで安定した良好なトルク−
出力特性を得ることができた。
【００２８】また、この実施例においては、被測定軸２
に形状磁気異方性部５ａ，５ｂを形成するための加工を
１本あたり３分以内で完了することが可能であり、著し
く製造性が良いものであった。
に形状磁気異方性部５ａ，５ｂを形成するための加工を
１本あたり３分以内で完了することが可能であり、著し
く製造性が良いものであった。
【００２９】
【発明の効果】この発明に係わるトルク検出装置は、被
測定軸と、前記被測定軸を磁路の一部とする磁気回路を
形成する励磁手段と、前記被測定軸の磁歪成分を検出す
る検出手段を具備してなるトルク検出装置において、前
記被測定軸の表面部分をＦｅ−Ａｌ合金よりなる磁歪材
料で形成し、前記被測定軸の表面部分には、塑性加工に
よって滑らかな曲面形状で形成されかつ当該被測定軸の
軸心方向に対し所定の角度をなす凹凸状部よりなる形状
磁気異方性部を設けた構成としたから、切削加工によっ
て形状磁気異方性部を形成する場合のような応力集中を
生じやすい部分が形成されず、凹凸による形状磁気異方
性部が滑らかな曲面形状により形成されているため、ト
ルクを加えたときに被測定軸は軸心方向に対し所定の角
度をなす凹凸状部によって形状磁気異方性をつけた主応
力方向に歪むが、このとき、局部的な応力集中は起こら
ないことから、低トルクから高トルクまで安定したトル
ク−出力特性を容易に実現することが可能であり、耐久
性にもすぐれたものにすることが可能であると共に、切
削加工によって形状磁気異方性部を形成する場合のよう
なドリル破損などの問題もなく、塑性加工によって被測
定軸における形状磁気異方性部の製造を効率よく行うこ
とが可能になるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
測定軸と、前記被測定軸を磁路の一部とする磁気回路を
形成する励磁手段と、前記被測定軸の磁歪成分を検出す
る検出手段を具備してなるトルク検出装置において、前
記被測定軸の表面部分をＦｅ−Ａｌ合金よりなる磁歪材
料で形成し、前記被測定軸の表面部分には、塑性加工に
よって滑らかな曲面形状で形成されかつ当該被測定軸の
軸心方向に対し所定の角度をなす凹凸状部よりなる形状
磁気異方性部を設けた構成としたから、切削加工によっ
て形状磁気異方性部を形成する場合のような応力集中を
生じやすい部分が形成されず、凹凸による形状磁気異方
性部が滑らかな曲面形状により形成されているため、ト
ルクを加えたときに被測定軸は軸心方向に対し所定の角
度をなす凹凸状部によって形状磁気異方性をつけた主応
力方向に歪むが、このとき、局部的な応力集中は起こら
ないことから、低トルクから高トルクまで安定したトル
ク−出力特性を容易に実現することが可能であり、耐久
性にもすぐれたものにすることが可能であると共に、切
削加工によって形状磁気異方性部を形成する場合のよう
なドリル破損などの問題もなく、塑性加工によって被測
定軸における形状磁気異方性部の製造を効率よく行うこ
とが可能になるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
【図１】この発明に係わるトルク検出装置の一実施例を
示す部分縦断面図である。
示す部分縦断面図である。
【図２】図１に示したトルク検出装置における被測定軸
の形状磁気異方性部分の構造を拡大して示し、図２の
（ａ）は正面説明図、図２の（ｂ）は断面説明図であ
る。
の形状磁気異方性部分の構造を拡大して示し、図２の
（ａ）は正面説明図、図２の（ｂ）は断面説明図であ
る。
【図３】図２に示した被測定軸の製造工程における中間
品の構造を示し、図３の（ａ）は正面説明図、図３の
（ｂ）は断面説明図である。
品の構造を示し、図３の（ａ）は正面説明図、図３の
（ｂ）は断面説明図である。
【図４】この発明に係わるトルク検出装置において用い
た磁歪材料の温度とシャルピー衝撃値との関係を例示す
るグラフである。
た磁歪材料の温度とシャルピー衝撃値との関係を例示す
るグラフである。
【図５】この発明に係わるトルク検出装置のトルク−出
力特性を例示するグラフである。
力特性を例示するグラフである。
【図６】従来のトルク検出装置の構造を例示する部分縦
断面図である。
断面図である。
【図７】トルクによる被測定軸の磁歪成分の変化を検出
する方法のトルク検出装置に用いる励磁および検出回路
の構成を例示する説明図である。
する方法のトルク検出装置に用いる励磁および検出回路
の構成を例示する説明図である。
【図８】従来のトルク検出装置のトルク−出力特性を例
示するグラフである。
示するグラフである。
１ トルク検出装置 ２ 被測定軸 ２ａ 被測定軸の軸基体 ２ｂ 被測定軸表面の磁歪材料 ３ａ，３ｂ 凹状部 ４ａ，４ｂ 凸状部 ５ａ，５ｂ 形状磁気異方性部 ６ａ，６ｂ コイル（励磁手段兼検出手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島 田 宗 勝 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社 内 (72)発明者 水 野 正 志 愛知県知多郡阿久比町大字板山字西ノ海 道山22−９ (72)発明者 矢 萩 慎一郎 愛知県大府市大府町矢戸46−１ (72)発明者 永 田 雅 愛知県名古屋市緑区鳴海町字伝治山98− ３ (72)発明者 松 井 信 行 愛知県名古屋市西区江向町５丁目５番地 の１ (56)参考文献 特開 昭63−140723（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−297545（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−87623（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−193345（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 3/10
Claims (2)
- 【請求項１】 被測定軸と、前記被測定軸を磁路の一部
とする磁気回路を形成する励磁手段と、前記被測定軸の
磁歪成分を検出する検出手段を具備してなるトルク検出
装置において、前記被測定軸の表面部分をＦｅ−Ａｌ系
合金よりなる磁歪材料で融合一体化して形成し、前記被
測定軸の表面部分には、塑性加工によって滑らかな曲面
形状で形成されかつ当該被測定軸の軸心方向に対し所定
の角度をなす凹凸状部よりなる形状磁気異方性部を設け
たことを特徴とするトルク検出装置。 - 【請求項２】 塑性加工は、表面部分をＦｅ−Ａｌ系合
金よりなる磁歪材料で融合一体化した被測定軸素材の少
なくとも表面部分を４００℃以上にした加熱下での塑性
加工である請求項１に記載のトルク検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3099020A JP3033235B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | トルク検出装置 |
| US07/868,116 US5280729A (en) | 1991-04-30 | 1992-04-14 | Magnetostrictive torque detecting apparatus |
| DE4214368A DE4214368C2 (de) | 1991-04-30 | 1992-04-30 | Magnetostriktives Drehmomentmeßgerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3099020A JP3033235B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | トルク検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329326A JPH04329326A (ja) | 1992-11-18 |
| JP3033235B2 true JP3033235B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=14235517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3099020A Expired - Fee Related JP3033235B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3033235B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4001503A1 (de) * | 1989-01-20 | 1990-08-16 | Pioneer Electronic Corp | Abspielgeraet fuer einen aufzeichnungstraeger |
| JPH06160209A (ja) * | 1992-11-25 | 1994-06-07 | Nissan Motor Co Ltd | トルク検出装置 |
| JP4593206B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2010-12-08 | 株式会社デルタツーリング | 歪み検出装置 |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3099020A patent/JP3033235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04329326A (ja) | 1992-11-18 |
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