JP3264471B2 - 磁歪式トルクセンサ軸 - Google Patents
磁歪式トルクセンサ軸Info
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- JP3264471B2 JP3264471B2 JP13951994A JP13951994A JP3264471B2 JP 3264471 B2 JP3264471 B2 JP 3264471B2 JP 13951994 A JP13951994 A JP 13951994A JP 13951994 A JP13951994 A JP 13951994A JP 3264471 B2 JP3264471 B2 JP 3264471B2
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- torque sensor
- magnetostrictive torque
- sensor shaft
- martensite
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁歪式トルクセンサ軸
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁歪式トルクセンサ軸には、図５に示す
ように、表面に数条の溝部２、３を刻設したものがあ
る。溝部２、３は強磁性体とされ、感度向上のため、そ
の方向は主応力方向と一致させ、また幅はできるだけ細
くするのが普通である。
ように、表面に数条の溝部２、３を刻設したものがあ
る。溝部２、３は強磁性体とされ、感度向上のため、そ
の方向は主応力方向と一致させ、また幅はできるだけ細
くするのが普通である。
【０００３】トルク検出は、例えば図示Ａ回りに軸１を
捩じったとき、凸部２ａでは透磁率が増加し、逆に凸部
３ａでは透磁率が減少することを利用し、例えば同図の
ようなコイル４、５により、前記透磁率の変化を磁電変
換して行う。
捩じったとき、凸部２ａでは透磁率が増加し、逆に凸部
３ａでは透磁率が減少することを利用し、例えば同図の
ようなコイル４、５により、前記透磁率の変化を磁電変
換して行う。
【０００４】かかる磁歪式トルクセンサ軸において、軸
材１が焼き入れ可能鋼であるときは、焼き入れによって
溝部２、３を強磁性であるマルテンサイト組織としたも
のがある。また焼き入れだけではマルテンサイト組織の
中に非磁性である残留オーステナイトが生ずるため、サ
ブゼロ処理を行い残留オーステナイトをマルテンサイト
化させ、これにより感度を向上させたものがある。
材１が焼き入れ可能鋼であるときは、焼き入れによって
溝部２、３を強磁性であるマルテンサイト組織としたも
のがある。また焼き入れだけではマルテンサイト組織の
中に非磁性である残留オーステナイトが生ずるため、サ
ブゼロ処理を行い残留オーステナイトをマルテンサイト
化させ、これにより感度を向上させたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで実験によれ
ば、残留オーステナイトのマルテンサイト化に関わりな
く、高感度の磁歪式トルクセンサ軸が見い出された。そ
して感度向上には、残留オーステナイトのマルテンサイ
ト化よりも、マルテンサイト組織の方がより大きく関与
していることも見い出された。ところが感度とマルテン
サイト組織との関係についての報告は未だ見当たらな
い。
ば、残留オーステナイトのマルテンサイト化に関わりな
く、高感度の磁歪式トルクセンサ軸が見い出された。そ
して感度向上には、残留オーステナイトのマルテンサイ
ト化よりも、マルテンサイト組織の方がより大きく関与
していることも見い出された。ところが感度とマルテン
サイト組織との関係についての報告は未だ見当たらな
い。
【０００６】本発明は、上記従来技術の実情及び知見に
基づき、高感度の磁歪式トルクセンサ軸を提供すること
を目的としている。
基づき、高感度の磁歪式トルクセンサ軸を提供すること
を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、１発明は、図５を参照して説明すれば、表面に数条
のマルテンサイト組織の溝部を刻設してなる磁歪式トル
クセンサ軸において、前記マルテンサイト組織はその中
の正方晶が約５パーセント以下であることを特徴として
いる。
め、１発明は、図５を参照して説明すれば、表面に数条
のマルテンサイト組織の溝部を刻設してなる磁歪式トル
クセンサ軸において、前記マルテンサイト組織はその中
の正方晶が約５パーセント以下であることを特徴として
いる。
【０００８】
【作用】マルテンサイト組織の中の正方晶が約５パーセ
ント以下であると、残留オーステナイトのマルテンサイ
ト化では得られない高感度の磁歪式トルクセンサ軸とな
る。
ント以下であると、残留オーステナイトのマルテンサイ
ト化では得られない高感度の磁歪式トルクセンサ軸とな
る。
【０００９】
【実施例】実施例を比較例と共に図１〜図４を参照して
説明する。尚、図５と同要素には同符号を付す。実施例
及び比較例の軸材１はいずれもＳＮＣＭ８１５であり、
実施例及び比較例は、先ず軸材１の表面に溝部２、３を
刻設したのち、プロパンガス（濃度：０．８５ＣＯ2 ）
によるガス浸炭（ＧＣ）を施してから製造した。詳しく
は次の通りである。尚、理解を容易にするため、比較例
から説明する。
説明する。尚、図５と同要素には同符号を付す。実施例
及び比較例の軸材１はいずれもＳＮＣＭ８１５であり、
実施例及び比較例は、先ず軸材１の表面に溝部２、３を
刻設したのち、プロパンガス（濃度：０．８５ＣＯ2 ）
によるガス浸炭（ＧＣ）を施してから製造した。詳しく
は次の通りである。尚、理解を容易にするため、比較例
から説明する。
【００１０】第１比較例は、図１に示す通り、９３０°
Ｃの上記ガス浸炭（ＧＣ）に続き、８３０°Ｃから油焼
入れし（ＯＱ）焼き戻したものである。つまり本例は従
来技術の欄で説明した製造法に基づく磁歪式トルクセン
サ軸である。
Ｃの上記ガス浸炭（ＧＣ）に続き、８３０°Ｃから油焼
入れし（ＯＱ）焼き戻したものである。つまり本例は従
来技術の欄で説明した製造法に基づく磁歪式トルクセン
サ軸である。
【００１１】第２比較例は、図２に示す通り、９３０°
Ｃの上記ガス浸炭（ＧＣ）に続き、８３０°Ｃから油焼
入れし（ＯＱ）、その後−１９６°Ｃからサブゼロ処理
（ＳＺ）したものである。本例も従来技術の欄で説明し
た製造法に基づく磁歪式トルクセンサ軸である。
Ｃの上記ガス浸炭（ＧＣ）に続き、８３０°Ｃから油焼
入れし（ＯＱ）、その後−１９６°Ｃからサブゼロ処理
（ＳＺ）したものである。本例も従来技術の欄で説明し
た製造法に基づく磁歪式トルクセンサ軸である。
【００１２】第１実施例は、図３に示す通り、９３０°
Ｃの上記ガス浸炭（ＧＣ）に続き、８３０°Ｃから油焼
入れし（ＯＱ）、その後８５０°Ｃまで再加熱して再油
焼入れ（ＯＱ）焼き戻したものである。
Ｃの上記ガス浸炭（ＧＣ）に続き、８３０°Ｃから油焼
入れし（ＯＱ）、その後８５０°Ｃまで再加熱して再油
焼入れ（ＯＱ）焼き戻したものである。
【００１３】第２実施例は、図４に示す通り、９５０°
Ｃの上記ガス浸炭（ＧＣ）に続き、９３０°Ｃから炉冷
し（ＡＣ）、続いて同炉内で８５０°Ｃまで再加熱して
油焼入れし（ＯＱ）焼き戻したものである。
Ｃの上記ガス浸炭（ＧＣ）に続き、９３０°Ｃから炉冷
し（ＡＣ）、続いて同炉内で８５０°Ｃまで再加熱して
油焼入れし（ＯＱ）焼き戻したものである。
【００１４】上記比較例及び実施例における表面層の組
織と感度とを表１に示す。
織と感度とを表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】上表を説明する。第２比較例は、第１比較
例と比べ、残留オーステナイトは約０．２５倍であり、
感度は約２．３倍である。つまり残留オーステナイトの
マルテンサイト化は感度を向上させる。
例と比べ、残留オーステナイトは約０．２５倍であり、
感度は約２．３倍である。つまり残留オーステナイトの
マルテンサイト化は感度を向上させる。
【００１７】ところが第１実施例及び第２実施例（以
下、単に実施例という）は、第２比較例と比べ、残留オ
ーステナイトはほぼ同等であるが、感度は約３．４倍で
ある。つまり残留オーステナイトのマルテンサイト化以
外にも感度向上要因があることが分かる。
下、単に実施例という）は、第２比較例と比べ、残留オ
ーステナイトはほぼ同等であるが、感度は約３．４倍で
ある。つまり残留オーステナイトのマルテンサイト化以
外にも感度向上要因があることが分かる。
【００１８】上記要因は、上表に示す通り、マルテンサ
イト組織の中の正方晶が少ないか又は／及び立方晶が多
いかである。ところが実施例は、第２比較例と比べ、立
方晶は約１．２倍に過ぎないが、正方晶は約０．２倍以
下と大幅に少ない。つまり正方晶が少ないほど高感度で
ある。
イト組織の中の正方晶が少ないか又は／及び立方晶が多
いかである。ところが実施例は、第２比較例と比べ、立
方晶は約１．２倍に過ぎないが、正方晶は約０．２倍以
下と大幅に少ない。つまり正方晶が少ないほど高感度で
ある。
【００１９】実験によれば、マルテンサイト組織の中の
正方晶が約５パーセント以下であれば、残留オーステナ
イトのマルテンサイト化では得られない高感度な磁歪式
トルクセンサ軸が得られる。
正方晶が約５パーセント以下であれば、残留オーステナ
イトのマルテンサイト化では得られない高感度な磁歪式
トルクセンサ軸が得られる。
【００２０】尚、実施例は軸材１の全表面をマルテンサ
イト化しその中の正方晶を減らした例であるが、溝部
２、３又は凸部２ａ、３ａだけをマルテンサイト化して
その中の正方晶を減らした磁歪式トルクセンサ軸でも上
記同様の結果が得られる。
イト化しその中の正方晶を減らした例であるが、溝部
２、３又は凸部２ａ、３ａだけをマルテンサイト化して
その中の正方晶を減らした磁歪式トルクセンサ軸でも上
記同様の結果が得られる。
【００２１】従って軸材１として非磁性部材を用いると
きは、軸材１の外周に溝部２、３を設けた例えばリング
形状物を嵌合させたり又は貼付すればよい。勿論、溝部
２、３又は凸部２ａ、３ａは正方晶が約５パーセント以
下のマルテンサイト組織である必要がある。
きは、軸材１の外周に溝部２、３を設けた例えばリング
形状物を嵌合させたり又は貼付すればよい。勿論、溝部
２、３又は凸部２ａ、３ａは正方晶が約５パーセント以
下のマルテンサイト組織である必要がある。
【００２２】尚、マルテンサイト組織の中の正方晶を約
５パーセント以下とするには、例えば実施例での製造
時、正方晶の含有量を監視しつつ、焼き入れを繰り返す
るのが簡便である。
５パーセント以下とするには、例えば実施例での製造
時、正方晶の含有量を監視しつつ、焼き入れを繰り返す
るのが簡便である。
【００２３】ところで従来、表面に複数の溝部２、３を
刻設してなる磁歪式トルクセンサ軸は、凹部２ｂ、３ｂ
が切り欠き効果をもたらすため、高負荷用磁歪式トルク
センサ軸として不向きとされている。ところが上述した
ように、凸部２ａ、２ｂの上面及びその内部のマルテン
サイト組織の中の正方晶を約５パーセント以下とするだ
けで、高感度が得られる。言い換えれば、凹部２ｂ、３
ｂは、正方晶や立方晶という組織に捕らわれず、ともか
く高強度のマルテンサイトとすればよい。これらの組み
合わせによって高感度な高負荷用磁歪式トルクセンサ軸
が得られる。
刻設してなる磁歪式トルクセンサ軸は、凹部２ｂ、３ｂ
が切り欠き効果をもたらすため、高負荷用磁歪式トルク
センサ軸として不向きとされている。ところが上述した
ように、凸部２ａ、２ｂの上面及びその内部のマルテン
サイト組織の中の正方晶を約５パーセント以下とするだ
けで、高感度が得られる。言い換えれば、凹部２ｂ、３
ｂは、正方晶や立方晶という組織に捕らわれず、ともか
く高強度のマルテンサイトとすればよい。これらの組み
合わせによって高感度な高負荷用磁歪式トルクセンサ軸
が得られる。
【００２４】上記高感度な高負荷用磁歪式トルクセンサ
軸は例えば次で容易に得られる。実施例の製造例におい
て、軸材１に溝部２、３を刻設した後、凸部２ａ、３ａ
の上面に防炭材を塗布して浸炭処理すればよい。また浸
炭時には防炭材を塗布せず、浸炭後に凹部２ｂ、３ｂの
両側壁及び底面に防炭材を塗布したのち脱炭処理しても
よい。
軸は例えば次で容易に得られる。実施例の製造例におい
て、軸材１に溝部２、３を刻設した後、凸部２ａ、３ａ
の上面に防炭材を塗布して浸炭処理すればよい。また浸
炭時には防炭材を塗布せず、浸炭後に凹部２ｂ、３ｂの
両側壁及び底面に防炭材を塗布したのち脱炭処理しても
よい。
【００２５】
【発明の効果】上記実施例の説明から理解されるよう
に、要すれば、本発明は、前記請求の範囲記載の構成の
通りであり、この構成によれば、上記実施例の説明から
明らかなように、次のような効果を奏する。
に、要すれば、本発明は、前記請求の範囲記載の構成の
通りであり、この構成によれば、上記実施例の説明から
明らかなように、次のような効果を奏する。
【００２６】（１）マルテンサイト組織の中の正方晶が
約５パーセント以下であるだけで、従来技術で得られな
い高感度の磁歪式トルクセンサ軸が得られる。 （２）凸部２ａ、３ａのマルテンサイト組織の中の正方
晶を約５パーセント以下とし、凹部２ｂ、３ｂの高強度
化することにより、高感度の高負荷用磁歪式トルクセン
サ軸が得られる。
約５パーセント以下であるだけで、従来技術で得られな
い高感度の磁歪式トルクセンサ軸が得られる。 （２）凸部２ａ、３ａのマルテンサイト組織の中の正方
晶を約５パーセント以下とし、凹部２ｂ、３ｂの高強度
化することにより、高感度の高負荷用磁歪式トルクセン
サ軸が得られる。
【図１】第１比較例の製造工程図である。
【図２】第２比較例の製造工程図である。
【図３】第１実施例の製造工程図である。
【図４】第２実施例の製造工程図である。
【図５】磁歪式トルクセンサ軸の模式図である。
１・・・・磁歪式トルクセンサ軸、２、３・・・・溝部、２ａ，
３ａ・・・・溝部の凸部、２ｂ、３ｂ・・・・溝部の凹部。
３ａ・・・・溝部の凸部、２ｂ、３ｂ・・・・溝部の凹部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−293634（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−223663（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−18836（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−246123（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−98639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−252487（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 3/10 H01L 41/20
Claims (1)
- 【請求項１】 表面に複数の溝部を有する磁歪式トルク
センサ軸において、前記溝部のマルテンサイト組織はそ
の中の正方晶が約５パーセント以下であることを特徴と
する磁歪式トルクセンサ軸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13951994A JP3264471B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 磁歪式トルクセンサ軸 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13951994A JP3264471B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 磁歪式トルクセンサ軸 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07324998A JPH07324998A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3264471B2 true JP3264471B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=15247186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13951994A Expired - Fee Related JP3264471B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 磁歪式トルクセンサ軸 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3264471B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004005873A1 (ja) * | 2002-07-03 | 2004-01-15 | Suzuki Motor Corporation | 磁歪式トルクセンサシャフトおよびその製造方法 |
-
1994
- 1994-05-30 JP JP13951994A patent/JP3264471B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004005873A1 (ja) * | 2002-07-03 | 2004-01-15 | Suzuki Motor Corporation | 磁歪式トルクセンサシャフトおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07324998A (ja) | 1995-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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