JP3094049B2 - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
- Publication number
- JP3094049B2 JP3094049B2 JP04170302A JP17030292A JP3094049B2 JP 3094049 B2 JP3094049 B2 JP 3094049B2 JP 04170302 A JP04170302 A JP 04170302A JP 17030292 A JP17030292 A JP 17030292A JP 3094049 B2 JP3094049 B2 JP 3094049B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- torque
- face
- path
- torque sensor
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転トルクを非接触で
測定するトルクセンサに関する。
測定するトルクセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のトルクセンサとしては、例え
ば、特開平３−８１６３２号公報に記載されるようなも
のが知られている。
ば、特開平３−８１６３２号公報に記載されるようなも
のが知られている。
【０００３】このトルクセンサは、被測定部材に連結さ
れるトーションバーと、異磁極が周方向に沿って交互に
配置されるようにトーションバーの一端側に取り付けら
れた磁気発生ユニットと、磁気の入出端がこの磁気発生
ユニットに臨むようにトーションバーの他端側に取り付
けられた磁気通路と、この磁気通路の磁束を検出する磁
気検出素子とを備え、被測定部材に加えられたトルクを
トーションバーの捩れに応じた磁気通路の磁束変化とし
て検出するようになっている。磁気発生ユニットは、異
磁極が周方向に沿って交互に、かつ、所定の間隔をおい
て配置された複数の永久磁石（以下、磁石と呼ぶ。）に
よって構成され、各磁石が隣接する磁石間の磁路を形成
するコモンリングに接合されており、磁気通路は、径方
向に所定の隙間を介して対向配置されたアウターリング
及びインナーリングと、各リングに設けられた磁気の入
出端としての複数の磁路片とによって構成され、各リン
グの磁路片が前記磁石と１対１で対応し、かつ、周方向
に沿って交互に並ぶように配置されている。また、磁気
検出素子はホール素子等によって構成され、磁気通路を
構成するアウターリングとインナーリングの隙間に非接
触で介装されている。
れるトーションバーと、異磁極が周方向に沿って交互に
配置されるようにトーションバーの一端側に取り付けら
れた磁気発生ユニットと、磁気の入出端がこの磁気発生
ユニットに臨むようにトーションバーの他端側に取り付
けられた磁気通路と、この磁気通路の磁束を検出する磁
気検出素子とを備え、被測定部材に加えられたトルクを
トーションバーの捩れに応じた磁気通路の磁束変化とし
て検出するようになっている。磁気発生ユニットは、異
磁極が周方向に沿って交互に、かつ、所定の間隔をおい
て配置された複数の永久磁石（以下、磁石と呼ぶ。）に
よって構成され、各磁石が隣接する磁石間の磁路を形成
するコモンリングに接合されており、磁気通路は、径方
向に所定の隙間を介して対向配置されたアウターリング
及びインナーリングと、各リングに設けられた磁気の入
出端としての複数の磁路片とによって構成され、各リン
グの磁路片が前記磁石と１対１で対応し、かつ、周方向
に沿って交互に並ぶように配置されている。また、磁気
検出素子はホール素子等によって構成され、磁気通路を
構成するアウターリングとインナーリングの隙間に非接
触で介装されている。
【０００４】そして、このトルクセンサのトルク検出原
理を図５に示す模式図によって説明すれば、磁気通路１
のアウターリング２とインナーリング３の各磁路片２
ａ、３ａは、定常状態（被測定部材にトルクが加えられ
ない状態）において磁気発生ユニット４の隣接する磁石
５ａ、５ｂの中間位置にくるように設定されていて、図
示しないトーションバーの捩れによって各磁路片２ａ、
３ａが磁気発生ユニット４に対して周方向に変位する
と、磁石５ａのＮ極と磁路片２ａ、磁石５ｂのＳ極と磁
路片３ａの各エアギャップＬ1と、磁石５ａのＮ極と磁
路片３ａ、磁石５ｂのＳ極と磁路片２ａの各エアギャッ
プＬ2が変化し、そのエアギャップＬ1、Ｌ2の変化に比
例して現れる磁気通路１の磁束の変化が磁気検出素子６
によって検出されるようになっている。尚、図５中、７
は、隣接する永久磁石５ａ、５ｂ間に磁路を形成するコ
モンリングを示し、矢印φ、−φは磁気通路１の磁束の
流れを示す。
理を図５に示す模式図によって説明すれば、磁気通路１
のアウターリング２とインナーリング３の各磁路片２
ａ、３ａは、定常状態（被測定部材にトルクが加えられ
ない状態）において磁気発生ユニット４の隣接する磁石
５ａ、５ｂの中間位置にくるように設定されていて、図
示しないトーションバーの捩れによって各磁路片２ａ、
３ａが磁気発生ユニット４に対して周方向に変位する
と、磁石５ａのＮ極と磁路片２ａ、磁石５ｂのＳ極と磁
路片３ａの各エアギャップＬ1と、磁石５ａのＮ極と磁
路片３ａ、磁石５ｂのＳ極と磁路片２ａの各エアギャッ
プＬ2が変化し、そのエアギャップＬ1、Ｌ2の変化に比
例して現れる磁気通路１の磁束の変化が磁気検出素子６
によって検出されるようになっている。尚、図５中、７
は、隣接する永久磁石５ａ、５ｂ間に磁路を形成するコ
モンリングを示し、矢印φ、−φは磁気通路１の磁束の
流れを示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
トルクセンサの場合、複数の磁石が周方向に所定の間隔
をおいて配置された磁気発生ユニットの構成となってい
て、隣接する磁石の中間位置に磁気通路の入出端（磁路
片）が配置されるようになっているため、トーションバ
ーの捩れに対する磁気通路の磁束変化を確実に検出する
ためには磁気発生ユニットの各磁石の保持力を大きく設
定せざるを得ず、このことがコスト高を招く要因となっ
ていた。また、上記従来のトルクセンサにおいては、磁
気発生ユニットを製造するにあたって複数の磁石を個別
に形成しなければならないため、各磁石の形状や保持
力、配置精度、コモンリングに対する取付精度等の管理
が繁雑であるという不具合もあった。
トルクセンサの場合、複数の磁石が周方向に所定の間隔
をおいて配置された磁気発生ユニットの構成となってい
て、隣接する磁石の中間位置に磁気通路の入出端（磁路
片）が配置されるようになっているため、トーションバ
ーの捩れに対する磁気通路の磁束変化を確実に検出する
ためには磁気発生ユニットの各磁石の保持力を大きく設
定せざるを得ず、このことがコスト高を招く要因となっ
ていた。また、上記従来のトルクセンサにおいては、磁
気発生ユニットを製造するにあたって複数の磁石を個別
に形成しなければならないため、各磁石の形状や保持
力、配置精度、コモンリングに対する取付精度等の管理
が繁雑であるという不具合もあった。
【０００６】そこで本発明は、磁気発生ユニットから発
される磁束をトルク測定に無駄なく利用出来、しかも、
磁気発生ユニットを容易に製造することが出来るトルク
センサを提供しようとするものである。
される磁束をトルク測定に無駄なく利用出来、しかも、
磁気発生ユニットを容易に製造することが出来るトルク
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】上述した課題を解決する
ための手段として、請求項１に記載の発明は、被測定部
材に連結されるトーションバーと、異磁極が周方向に沿
って交互に配置されるようにトーションバーの一端側に
取り付けられた磁気発生ユニットと、磁気の入出端がこ
の磁気発生ユニットに臨むようにトーションバーの他端
側に取り付けられた磁気通路と、この磁気通路の磁束を
検出する磁気検出素子とを備えたトルクセンサにおい
て、前記磁気発生ユニットは、その端面に異磁極が周方
向に沿って交互に現れるように着磁した環状の磁性体に
よって構成すると共に、軸方向寸法が径方向幅よりも小
さい偏平断面に形成し、前記磁気通路の磁気の入出端は
板状に形成して、前記磁気発生ユニットの端面の異磁極
の境界線にまたがるように同端面に対して対向配置する
ようにした。また、請求項２に記載の発明は、検出され
るトルクが０であるとき、前記磁気通路の入出端の周方
向中央部と、前記磁気発生ユニットの異磁極の境界線と
が対向するようにした。
ための手段として、請求項１に記載の発明は、被測定部
材に連結されるトーションバーと、異磁極が周方向に沿
って交互に配置されるようにトーションバーの一端側に
取り付けられた磁気発生ユニットと、磁気の入出端がこ
の磁気発生ユニットに臨むようにトーションバーの他端
側に取り付けられた磁気通路と、この磁気通路の磁束を
検出する磁気検出素子とを備えたトルクセンサにおい
て、前記磁気発生ユニットは、その端面に異磁極が周方
向に沿って交互に現れるように着磁した環状の磁性体に
よって構成すると共に、軸方向寸法が径方向幅よりも小
さい偏平断面に形成し、前記磁気通路の磁気の入出端は
板状に形成して、前記磁気発生ユニットの端面の異磁極
の境界線にまたがるように同端面に対して対向配置する
ようにした。また、請求項２に記載の発明は、検出され
るトルクが０であるとき、前記磁気通路の入出端の周方
向中央部と、前記磁気発生ユニットの異磁極の境界線と
が対向するようにした。
【０００８】
【作用】磁気発生ユニットの隣接する異磁極間に隙間が
ないため、磁気通路の入出端は常時磁極と対面すること
となる。また、磁気発生ユニットの製造に際しては磁性
体を環状に形成した後に、異磁極が周方向に沿って交互
に現れるようにこの磁性体を着磁する。さらに、板状に
形成された磁気通路の入出端を、磁気発生ユニットに対
して軸方向でオーバーラップさせずに、磁気発生ユニッ
トの端面の磁極に常時対向させているため、磁気発生ユ
ニットの軸方向寸法を小さく設定しても磁気通路を流れ
る磁束が減少することがない。したがって、検出磁束を
より大きくするために磁気発生ユニットの径方向幅を充
分に大きくしても、磁気発生ユニット全体としての容積
を小さく抑えることができる。 また、請求項２に記載の
発明にあっては、トーションバーにトルクが作用しない
とき、磁気通路の入出端に対向する磁気発生ユニットの
Ｎ極，Ｓ極夫々の面積が同一となり、磁気通路には実質
的に磁束が流れなくなる。そして、トーションバーに左
右いずれかのトルクが入力されると、そのトルクに応じ
た向き及び量の磁束が磁気検出素子によって検出され
る。また、検出されるトルクが０のときに、磁気通路の
入出端の周方向の中央部が磁極の境界線上に位置される
ため、磁気発生ユニットと磁気通路がいずれの向きに相
対回動するときであっても，最大許容角度が同じにな
る。
ないため、磁気通路の入出端は常時磁極と対面すること
となる。また、磁気発生ユニットの製造に際しては磁性
体を環状に形成した後に、異磁極が周方向に沿って交互
に現れるようにこの磁性体を着磁する。さらに、板状に
形成された磁気通路の入出端を、磁気発生ユニットに対
して軸方向でオーバーラップさせずに、磁気発生ユニッ
トの端面の磁極に常時対向させているため、磁気発生ユ
ニットの軸方向寸法を小さく設定しても磁気通路を流れ
る磁束が減少することがない。したがって、検出磁束を
より大きくするために磁気発生ユニットの径方向幅を充
分に大きくしても、磁気発生ユニット全体としての容積
を小さく抑えることができる。 また、請求項２に記載の
発明にあっては、トーションバーにトルクが作用しない
とき、磁気通路の入出端に対向する磁気発生ユニットの
Ｎ極，Ｓ極夫々の面積が同一となり、磁気通路には実質
的に磁束が流れなくなる。そして、トーションバーに左
右いずれかのトルクが入力されると、そのトルクに応じ
た向き及び量の磁束が磁気検出素子によって検出され
る。また、検出されるトルクが０のときに、磁気通路の
入出端の周方向の中央部が磁極の境界線上に位置される
ため、磁気発生ユニットと磁気通路がいずれの向きに相
対回動するときであっても，最大許容角度が同じにな
る。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図１〜図４に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１０】図１において、１１は、被測定部材（図示
せず）に連結されるトーションバーであり、このトーシ
ョンバー１１は小径部１２を備えた第１シャフト１３
と、このシャフト１３の先端に同軸に連結された第２シ
ャフト１４とによって構成されている。第１シャフト１
３の小径部１２は捩れ剛性を若干低くするために設けら
れたもので、図中矢印Ａ、Ｂで示すようなトルクが第１
シャフト１３に加えられた場合に、そのトルクが小径部
１２を通して第２シャフト１４に伝達されると共にトル
クに応じた捩れがこの小径部１２を中心に起こるように
なっている。そして、第２シャフト１４の外周面には、
小径部１２を包み込むようにして形成された略円筒形の
モールド部材（非磁性体）１５の突端部１６が嵌着固定
されており、このモールド部材１５の第１シャフト１３
寄りの端部にはドーナツ形の磁極埋込み部１７が形成さ
れている。この磁極埋込み部１７は非磁性体によって形
成されていて、その内部には、本発明の要部を成す磁気
発生ユニット１８と所定の磁路を形成するコモンリング
１９とが埋設されている。
せず）に連結されるトーションバーであり、このトーシ
ョンバー１１は小径部１２を備えた第１シャフト１３
と、このシャフト１３の先端に同軸に連結された第２シ
ャフト１４とによって構成されている。第１シャフト１
３の小径部１２は捩れ剛性を若干低くするために設けら
れたもので、図中矢印Ａ、Ｂで示すようなトルクが第１
シャフト１３に加えられた場合に、そのトルクが小径部
１２を通して第２シャフト１４に伝達されると共にトル
クに応じた捩れがこの小径部１２を中心に起こるように
なっている。そして、第２シャフト１４の外周面には、
小径部１２を包み込むようにして形成された略円筒形の
モールド部材（非磁性体）１５の突端部１６が嵌着固定
されており、このモールド部材１５の第１シャフト１３
寄りの端部にはドーナツ形の磁極埋込み部１７が形成さ
れている。この磁極埋込み部１７は非磁性体によって形
成されていて、その内部には、本発明の要部を成す磁気
発生ユニット１８と所定の磁路を形成するコモンリング
１９とが埋設されている。
【００１１】磁気発生ユニット１８は、異なる磁極１８
ａ（Ｎ極）と１８ｂ（Ｓ極）が複数着磁された環状の磁
性体によって構成されており、その磁極１８ａ、１８ｂ
は周方向に沿って等分割された同ユニット１８の端面の
領域に交互に現れるようになっている。また、コモンリ
ング１９は磁性体によって形成されていて、その端面に
磁気発生ユニット１８の端面を接触させた状態で磁極埋
込み部１７に埋設されている。このコモンリング１９は
磁路を構成するもので、磁気発生ユニット１８の裏面側
において隣接する磁極間の磁束の流通が効率良く為され
るようになっている。また、磁気発生ユニット１８は、
図２に示すように、その軸方向寸法が径方向幅よりも小
さく設定され、全体として偏平した断面形状となってい
る。
ａ（Ｎ極）と１８ｂ（Ｓ極）が複数着磁された環状の磁
性体によって構成されており、その磁極１８ａ、１８ｂ
は周方向に沿って等分割された同ユニット１８の端面の
領域に交互に現れるようになっている。また、コモンリ
ング１９は磁性体によって形成されていて、その端面に
磁気発生ユニット１８の端面を接触させた状態で磁極埋
込み部１７に埋設されている。このコモンリング１９は
磁路を構成するもので、磁気発生ユニット１８の裏面側
において隣接する磁極間の磁束の流通が効率良く為され
るようになっている。また、磁気発生ユニット１８は、
図２に示すように、その軸方向寸法が径方向幅よりも小
さく設定され、全体として偏平した断面形状となってい
る。
【００１２】一方、第１シャフト１３の小径部１２側の
外周面には、前記磁極埋込み部１７の端面（磁気発生ユ
ニット１８の端面）に微小空間をおいて面する略円盤形
のピックアップ部材２０が嵌着固定されている。このピ
ックアップ部材２０は非磁性体によって形成されてい
て、磁気発生ユニット１８と逆側の端面に磁性体から成
るアウターリング２１とインナーリング２２が一体に設
けられている。アウターリング２１とインナーリング２
２は径方向に所定の隙間２３を介して対向配置されてい
て、各端部には、ピックアップ部材２０に埋設される複
数の板状の磁路片２１ａ、２２ａが延設されている。こ
の各磁路片２１ａ、２２ａの先端部は磁気の入出端を成
すもので、ピックアップ部材２０の、前記磁極埋込み部
１７と対向する端面において、アウターリング２１側の
ものとインナーリング２２側のものが同一円周上で交互
に、かつ、等間隔になるように配置されている。そし
て、この磁路片２１ａ、２２ａは磁気発生ユニット１８
の磁極１８ａ、１８ｂと１対１で対応するように設けら
れ、定常状態（被測定部材にトルクが加えられない状
態）において、その各先端の円周方向の中央部が磁気発
生ユニット１８の磁極境界部１８ｃ上に位置されるよう
に、即ち、各先端部が磁極２１ａ（Ｎ極）と２２ａ（Ｓ
極）に同面積だけオーバーラップするようになってい
る。尚、この実施例の場合、各磁路片２１ａ、２２ａ
と、アウターリング２１とインナーリング２２と、これ
ら両リング２１、２２間の径方向の隙間２３とが、アウ
ターリング２１からインナーリング２２方向、または、
インナーリング２２からアウターリング２１方向に磁束
が流れる磁気通路３０を構成している。
外周面には、前記磁極埋込み部１７の端面（磁気発生ユ
ニット１８の端面）に微小空間をおいて面する略円盤形
のピックアップ部材２０が嵌着固定されている。このピ
ックアップ部材２０は非磁性体によって形成されてい
て、磁気発生ユニット１８と逆側の端面に磁性体から成
るアウターリング２１とインナーリング２２が一体に設
けられている。アウターリング２１とインナーリング２
２は径方向に所定の隙間２３を介して対向配置されてい
て、各端部には、ピックアップ部材２０に埋設される複
数の板状の磁路片２１ａ、２２ａが延設されている。こ
の各磁路片２１ａ、２２ａの先端部は磁気の入出端を成
すもので、ピックアップ部材２０の、前記磁極埋込み部
１７と対向する端面において、アウターリング２１側の
ものとインナーリング２２側のものが同一円周上で交互
に、かつ、等間隔になるように配置されている。そし
て、この磁路片２１ａ、２２ａは磁気発生ユニット１８
の磁極１８ａ、１８ｂと１対１で対応するように設けら
れ、定常状態（被測定部材にトルクが加えられない状
態）において、その各先端の円周方向の中央部が磁気発
生ユニット１８の磁極境界部１８ｃ上に位置されるよう
に、即ち、各先端部が磁極２１ａ（Ｎ極）と２２ａ（Ｓ
極）に同面積だけオーバーラップするようになってい
る。尚、この実施例の場合、各磁路片２１ａ、２２ａ
と、アウターリング２１とインナーリング２２と、これ
ら両リング２１、２２間の径方向の隙間２３とが、アウ
ターリング２１からインナーリング２２方向、または、
インナーリング２２からアウターリング２１方向に磁束
が流れる磁気通路３０を構成している。
【００１３】また、アウターリング２１とインナーリン
グ２２の間の径方向の隙間２３には、両リング２１、２
２に対して非接触となるように一対の磁気検出素子（ホ
ール素子等）２４、２４が挿入されている。これらの磁
気検出素子２４、２４はプリント基盤２５に支持固定さ
れていて、このプリント基盤２５を介して第１シャフト
１３を間に挟んだ対角位置に配置されている。プリント
基盤２５は、磁気検出素子２４の出力信号を検出・処理
するための図示しない部品を備えると共に、支持部材２
６を介して第１シャフト１３に回動可能に嵌合されてい
る。
グ２２の間の径方向の隙間２３には、両リング２１、２
２に対して非接触となるように一対の磁気検出素子（ホ
ール素子等）２４、２４が挿入されている。これらの磁
気検出素子２４、２４はプリント基盤２５に支持固定さ
れていて、このプリント基盤２５を介して第１シャフト
１３を間に挟んだ対角位置に配置されている。プリント
基盤２５は、磁気検出素子２４の出力信号を検出・処理
するための図示しない部品を備えると共に、支持部材２
６を介して第１シャフト１３に回動可能に嵌合されてい
る。
【００１４】つづいて、この実施例のトルクセンサの作
用を図２〜図４に示した模式図を参照して説明する。
用を図２〜図４に示した模式図を参照して説明する。
【００１５】被測定部材にトルクが加えられない定常状
態においては、磁路片２１ａ、２２ａの各先端部が磁気
発生ユニット１８の磁極１８ａ（Ｎ極）、１８ｂ（Ｓ
極）に対し同面積だけオーバーラップしているため、磁
極１８ａから磁路片２１ａ、アウターリング２１、隙間
２３、インナーリング２２、磁路片２２ａを通って磁極
１８ｂに向かう磁束φ（図２参照。）と、磁極１８ａか
ら磁路片２２ａ、インナーリング２２、隙間２３、アウ
ターリング２１、磁路片２１ａを通って磁極１８ｂに向
かう磁束−φの大きさが同じになり、これらの磁束φ、
−φが互いに相殺し合うこととなる。したがって、磁極
１８ａ、１８ｂ間の磁束の流通は図３の矢印Ｃに示すよ
うに専らエアギャップを通して行われ、磁気通路３０に
は磁束の流れが生じない。
態においては、磁路片２１ａ、２２ａの各先端部が磁気
発生ユニット１８の磁極１８ａ（Ｎ極）、１８ｂ（Ｓ
極）に対し同面積だけオーバーラップしているため、磁
極１８ａから磁路片２１ａ、アウターリング２１、隙間
２３、インナーリング２２、磁路片２２ａを通って磁極
１８ｂに向かう磁束φ（図２参照。）と、磁極１８ａか
ら磁路片２２ａ、インナーリング２２、隙間２３、アウ
ターリング２１、磁路片２１ａを通って磁極１８ｂに向
かう磁束−φの大きさが同じになり、これらの磁束φ、
−φが互いに相殺し合うこととなる。したがって、磁極
１８ａ、１８ｂ間の磁束の流通は図３の矢印Ｃに示すよ
うに専らエアギャップを通して行われ、磁気通路３０に
は磁束の流れが生じない。
【００１６】一方、被測定部材に例えばＡ方向のトルク
が加えられた場合には、図４に示すように磁路片２１
ａ、２１ｂの各先端部が夫々磁極１８ｂ、１８ａ側によ
り多くオーバーラップするようになり、その結果、イン
ナーリング２２側から入力される磁束−φの方が、アウ
ターリング２１側から入力される磁束φよりも大きくな
り、磁気通路３０には、両磁束−φとφの差に応じた磁
束が流れることとなる。そして、このとき磁気通路３０
に流れる磁束は、印加トルクに対応したトーションバー
１１の捩れ量と比例する。また、このとき磁気通路３０
に流れる磁束は磁気検出素子２４によって検出され、そ
の結果から被測定部材に加えられたトルクが明らかにな
る。即ち、今、磁気検出素子２４としてホール素子を用
いるとすると、例えば、Ａ方向のトルクによってホール
素子に作用する磁界の向きを正方向とし、そのときの出
力電圧がプラスの値となるようにホール素子の出力を設
定しておけば、ホール素子の出力電圧から、被測定部材
に加えられたトルクの向き及び大きさ、そして静止トル
クが明らかになる。尚、被測定部材にＢ方向のトルクが
印加された場合には、逆にアウターリング２１側から入
力される磁束φの方が、インナーリング２２側から入力
される磁束−φよりも大きくなり、その結果、逆向きの
トルクが磁気検出素子２４によって検出される。
が加えられた場合には、図４に示すように磁路片２１
ａ、２１ｂの各先端部が夫々磁極１８ｂ、１８ａ側によ
り多くオーバーラップするようになり、その結果、イン
ナーリング２２側から入力される磁束−φの方が、アウ
ターリング２１側から入力される磁束φよりも大きくな
り、磁気通路３０には、両磁束−φとφの差に応じた磁
束が流れることとなる。そして、このとき磁気通路３０
に流れる磁束は、印加トルクに対応したトーションバー
１１の捩れ量と比例する。また、このとき磁気通路３０
に流れる磁束は磁気検出素子２４によって検出され、そ
の結果から被測定部材に加えられたトルクが明らかにな
る。即ち、今、磁気検出素子２４としてホール素子を用
いるとすると、例えば、Ａ方向のトルクによってホール
素子に作用する磁界の向きを正方向とし、そのときの出
力電圧がプラスの値となるようにホール素子の出力を設
定しておけば、ホール素子の出力電圧から、被測定部材
に加えられたトルクの向き及び大きさ、そして静止トル
クが明らかになる。尚、被測定部材にＢ方向のトルクが
印加された場合には、逆にアウターリング２１側から入
力される磁束φの方が、インナーリング２２側から入力
される磁束−φよりも大きくなり、その結果、逆向きの
トルクが磁気検出素子２４によって検出される。
【００１７】ところで、本発明にかかるこのトルクセン
サは、異磁極１８ａ、１８ｂが周方向に沿って交互に現
れるように着磁した磁性体によって磁気発生ユニット１
８を構成するようにしたたため、磁気通路３０の入出端
たる磁路片２１ａ、２２ａが常時磁極１８ａ、１８ｂに
対面し、各磁極１８ａ、１８ｂから発される磁束が効率
良くピックアップされることとなる。また、このトルク
センサは、板状の磁路片２１ａ，２２ａを、磁気発生ユ
ニット１８に対して軸方向にオーバーラップさせずにそ
の端面に微小隙間をもって対向させているため、磁気発
生ユニット１８の軸方向寸法を小さくしても検出磁束が
減少することがない。そして、磁気発生ユニット１８の
軸方向寸法を同ユニット１８の径方向幅よりも小さく設
定するようにしているため、ユニット１８の径方向幅を
大きくして検出磁束の増大を図っても、ユニット１８全
体の容積と重量を小さく抑えることができる。 したがっ
て、このトルクセンサの場合には、各磁気発生ユニット
１８の保持力を特別に大きくしたり、同ユニットの大型
化や重量化を招くことなく、確実にトルクを測定するこ
とができる。したがって、同一性能をもつ従来のものよ
りも低コストでの製造が可能であるうえ、小型・軽量化
を図ることができる。また、磁気発生ユニット１８を製
造する場合には、磁性体を環状に形成した後に所定の着
磁型によって着磁処理を行うだけで良いため、製造が極
めて容易であるという利点がある。さらにまた、磁気発
生ユニット１８の磁極数や保持力は着磁型の調整によっ
て容易に変更することが出来るため、精度の異なるトル
クセンサを製造する場合には特に有利である。したがっ
て、このトルクセンサを採用した場合には、従来のもの
に比較して大幅な製造コストの低減を図ることが可能で
ある。
サは、異磁極１８ａ、１８ｂが周方向に沿って交互に現
れるように着磁した磁性体によって磁気発生ユニット１
８を構成するようにしたたため、磁気通路３０の入出端
たる磁路片２１ａ、２２ａが常時磁極１８ａ、１８ｂに
対面し、各磁極１８ａ、１８ｂから発される磁束が効率
良くピックアップされることとなる。また、このトルク
センサは、板状の磁路片２１ａ，２２ａを、磁気発生ユ
ニット１８に対して軸方向にオーバーラップさせずにそ
の端面に微小隙間をもって対向させているため、磁気発
生ユニット１８の軸方向寸法を小さくしても検出磁束が
減少することがない。そして、磁気発生ユニット１８の
軸方向寸法を同ユニット１８の径方向幅よりも小さく設
定するようにしているため、ユニット１８の径方向幅を
大きくして検出磁束の増大を図っても、ユニット１８全
体の容積と重量を小さく抑えることができる。 したがっ
て、このトルクセンサの場合には、各磁気発生ユニット
１８の保持力を特別に大きくしたり、同ユニットの大型
化や重量化を招くことなく、確実にトルクを測定するこ
とができる。したがって、同一性能をもつ従来のものよ
りも低コストでの製造が可能であるうえ、小型・軽量化
を図ることができる。また、磁気発生ユニット１８を製
造する場合には、磁性体を環状に形成した後に所定の着
磁型によって着磁処理を行うだけで良いため、製造が極
めて容易であるという利点がある。さらにまた、磁気発
生ユニット１８の磁極数や保持力は着磁型の調整によっ
て容易に変更することが出来るため、精度の異なるトル
クセンサを製造する場合には特に有利である。したがっ
て、このトルクセンサを採用した場合には、従来のもの
に比較して大幅な製造コストの低減を図ることが可能で
ある。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁気発生
ユニットを、異磁極が周方向に沿って交互に現れるよう
に着磁した環状の磁性体によって構成したため、磁気発
生ユニットの隣接する異磁極間に隙間がなくなり、磁気
通路の板状の入出端が常時磁極に広い面積でもって対面
することとなって、磁気発生ユニットから発される磁束
をトルク測定に無駄なく利用することが可能になる。ま
た、磁気発生ユニットを製造する場合には、環状に形成
した磁性体に対し、異磁極が周方向に沿って交互に現れ
るように着磁するだけで良いため、複数の永久磁石を個
別に形成した後に環状に配置するようにしていた従来の
ものに比較して、製造自体が極めて容易であるうえ、各
磁石の形状や保持力、取付精度等の繁雑な管理作業が必
要ないという利点もある。このため、本発明を採用した
場合には、性能面の低下を招くことなく、製造コストの
削減を図ることが可能である。さらに、本発明は、板状
に形成された磁気通路の入出端を磁気発生ユニットの端
面の磁極に常時対向させているため、磁気発生ユニット
の軸方向寸法を小さくしても検出磁束の大幅な減少がな
く、また、検出磁束をより大きくするために磁気発生ユ
ニットの径方向幅を充分に大きくしても、磁気発生ユニ
ットを、軸方向寸法が径方向幅よりも小さい偏平断面に
形成したことから、磁気発生ユニット全体の容積の増大
と重量の増大を抑えることができる。 また、請求項２に
記載の発明は、さらに磁気通路の入出端の周方向中央部
と、磁気発生ユニットの異磁極の境界線とが対向するよ
うにしてあるため、磁気検出素子で検出される磁束の向
きによってトルクの向きをも正確検出することができ
る。さらに、磁気発生ユニットと磁気通路がいずれの向
きに相対回動する場合にも、検出可能な最大相対回動角
度が同じになることから、検出可能なトーションバーの
捩り角を最大にすることができる。
ユニットを、異磁極が周方向に沿って交互に現れるよう
に着磁した環状の磁性体によって構成したため、磁気発
生ユニットの隣接する異磁極間に隙間がなくなり、磁気
通路の板状の入出端が常時磁極に広い面積でもって対面
することとなって、磁気発生ユニットから発される磁束
をトルク測定に無駄なく利用することが可能になる。ま
た、磁気発生ユニットを製造する場合には、環状に形成
した磁性体に対し、異磁極が周方向に沿って交互に現れ
るように着磁するだけで良いため、複数の永久磁石を個
別に形成した後に環状に配置するようにしていた従来の
ものに比較して、製造自体が極めて容易であるうえ、各
磁石の形状や保持力、取付精度等の繁雑な管理作業が必
要ないという利点もある。このため、本発明を採用した
場合には、性能面の低下を招くことなく、製造コストの
削減を図ることが可能である。さらに、本発明は、板状
に形成された磁気通路の入出端を磁気発生ユニットの端
面の磁極に常時対向させているため、磁気発生ユニット
の軸方向寸法を小さくしても検出磁束の大幅な減少がな
く、また、検出磁束をより大きくするために磁気発生ユ
ニットの径方向幅を充分に大きくしても、磁気発生ユニ
ットを、軸方向寸法が径方向幅よりも小さい偏平断面に
形成したことから、磁気発生ユニット全体の容積の増大
と重量の増大を抑えることができる。 また、請求項２に
記載の発明は、さらに磁気通路の入出端の周方向中央部
と、磁気発生ユニットの異磁極の境界線とが対向するよ
うにしてあるため、磁気検出素子で検出される磁束の向
きによってトルクの向きをも正確検出することができ
る。さらに、磁気発生ユニットと磁気通路がいずれの向
きに相対回動する場合にも、検出可能な最大相対回動角
度が同じになることから、検出可能なトーションバーの
捩り角を最大にすることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図。
【図２】同実施例を示す斜視図。
【図３】同実施例を示す模式図。
【図４】同実施例を示す模式図。
【図５】従来の技術を示す斜視図。
１１…トーションバー、 １８…磁気発生ユニット、 １８ａ、１８ｂ…磁極、 ２１ａ、２２ａ…磁路片（入出端）、 ２４…磁気検出素子、 ３０…磁気通路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−81632（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−82330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−63539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−109339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−158433（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 3/10
Claims (2)
- 【請求項１】 被測定部材に連結されるトーションバー
と、異磁極が周方向に沿って交互に配置されるようにト
ーションバーの一端側に取り付けられた磁気発生ユニッ
トと、磁気の入出端がこの磁気発生ユニットに臨むよう
にトーションバーの他端側に取り付けられた磁気通路
と、この磁気通路の磁束を検出する磁気検出素子とを備
えたトルクセンサにおいて、 前記磁気発生ユニットは、その端面に異磁極が周方向に
沿って交互に現れるように着磁した環状の磁性体によっ
て構成すると共に、軸方向寸法が径方向幅よりも小さい
偏平断面に形成し、 前記磁気通路の磁気の入出端は板状に形成して、前記磁
気発生ユニットの端面の異磁極の境界線にまたがるよう
に同端面に対して対向配置した ことを特徴とするトルク
センサ。 - 【請求項２】 検出されるトルクが０であるとき、前記
磁気通路の入出端の周方向中央部と、前記磁気発生ユニ
ットの異磁極の境界線とが対向するようにしたことを特
徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04170302A JP3094049B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04170302A JP3094049B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | トルクセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611402A JPH0611402A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3094049B2 true JP3094049B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=15902453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04170302A Expired - Fee Related JP3094049B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3094049B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7287440B1 (en) | 2006-03-13 | 2007-10-30 | Kayaba Industry Co., Ltd. | Torque sensor |
| JP2007292549A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Kayaba Ind Co Ltd | トルクセンサ |
| JP2007292550A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Kayaba Ind Co Ltd | トルクセンサ |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2847341B1 (fr) | 2002-11-14 | 2005-11-04 | Denso Corp | Capteur de couple a bagues magnetiques |
| DE102005031086A1 (de) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Robert Bosch Gmbh | Sensoranordnung zur Erfassung eines Differenzwinkels |
| DE102007057292A1 (de) * | 2007-11-28 | 2009-06-04 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Befestigung einer Drehmoment- oder Drehwinkelsensoranordnung an einer Welle |
| DE102010038936B4 (de) | 2010-08-05 | 2024-01-11 | Robert Bosch Gmbh | Sensoranordnung zur Erfassung eines Differenzwinkels |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP04170302A patent/JP3094049B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7287440B1 (en) | 2006-03-13 | 2007-10-30 | Kayaba Industry Co., Ltd. | Torque sensor |
| JP2007292549A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Kayaba Ind Co Ltd | トルクセンサ |
| JP2007292550A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Kayaba Ind Co Ltd | トルクセンサ |
| US7555963B2 (en) | 2006-04-24 | 2009-07-07 | Kayaba Industry Co., Ltd. | Torque sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0611402A (ja) | 1994-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2536566Y2 (ja) | 回転センサ | |
| JP2545365B2 (ja) | トルク測定装置 | |
| JP4936299B2 (ja) | 磁場方向検出センサ | |
| US6581480B1 (en) | Magnetising arrangements for torque/force sensor | |
| EP2260278B1 (en) | Magnetoelastic torque sensor with ambient field rejection | |
| JP2004020527A (ja) | トルクセンサ | |
| JP4204294B2 (ja) | 回転角検出装置 | |
| JPH08136558A (ja) | 回転速度検出装置 | |
| JP2004028809A (ja) | アクチュエータ | |
| WO2005111565A1 (ja) | トルク検出装置 | |
| US5705756A (en) | Differential torque measuring device | |
| JP3094049B2 (ja) | トルクセンサ | |
| JP2007285741A (ja) | 回転検出装置 | |
| JP2741388B2 (ja) | 相対変位検出装置 | |
| JP3532778B2 (ja) | 回転検出センサ | |
| US20050024045A1 (en) | Magnetic rotary position sensor | |
| US7024946B2 (en) | Assembly for measuring movement of and a torque applied to a shaft | |
| JP4305271B2 (ja) | 磁歪式トルクセンサ | |
| JP2009020064A (ja) | トルク検出器及び電動パワーステアリング装置 | |
| KR100733162B1 (ko) | 와전류 측정 기구 | |
| JPH042914A (ja) | 角度センサ | |
| JPH064642U (ja) | トルクセンサ | |
| EP0391160A1 (en) | Variable reluctance sensor for detecting the rate of rotary or linear movement | |
| JP4001849B2 (ja) | 磁気式ロータリポジションセンサ | |
| RU2110045C1 (ru) | Датчик угловых перемещений |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |