JP4878747B2 - トルクセンサ - Google Patents
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Description
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、安価で加工が容易な、しかもエアギャップによる磁気的ロスの少ないトルクセンサを提供することを目的とする。
図1は本発明の実施の形態1に係るトルクセンサを示す軸方向半分断面表示の側面図である。
本実施の形態のトルクセンサは、例えば車輌の電動式パワーステアリング装置に使用されるもので、ステアリングシャフトを構成する入力軸1(第1軸)と出力軸2(第2軸)との間に設けられている。このトルクセンサは、トーションバー3、磁石4、磁気ヨーク5、固定部6、集磁部7、磁気センサ8及び基板9から構成されている。トーションバー3は、一端側が入力軸1に、他端側が出力軸2にそれぞれピン10により連結された棒状の弾性部材からなり、ステアリングシャフトに操舵トルクが加わったときに、そのトルクの大きさに応じて捩れ変位を生じる。
入力軸1と出力軸2との間に捻れトルクが加わっていない状態、つまりトーションバー3に捻れ変位が生じていないときでは、磁気ヨーク5に設けられた各磁極爪5a、5bの中心が磁石4のN極及びS極の境界上に位置している。この場合、磁気ヨーク5の各磁極爪5a、5bには、磁石4のN極及びS極から同数の磁力線が出入りするため、磁気ヨーク5内でそれぞれ磁力線が閉じられている状態になっている。このため、磁気ヨーク5の環状部5A、5B間のエアギャップに漏れ磁束がなく、磁気センサ8の出力(電圧)が変位量としてゼロになっている。
図2は本発明の実施の形態2に係るトルクセンサを示す軸方向半分断面表示の側面図である。なお、図1で説明した実施の形態1と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
本実施の形態は、図2に示すように、基板9に面実装されたホール素子の磁気センサ8と、基板9に取り付けられ、面実装された磁気センサ8を覆うように形成されたパーマロイの集磁部71とを、基板9と共に磁気ヨーク5の環状部5A、5B間に配置したものである。前記の基板9は、磁気センサ8が磁気ヨーク5の環状部5A、5B間の中心に配置されるように、本センサのハウジング等に着脱可能に固定されている。
なお、入力軸1と出力軸2との間に捻れトルクが加わっていない状態の動作説明、及び入力軸1と出力軸2との間に捻れトルクが加わったときの動作説明については、実施の形態1と同様であるため割愛する。
図3は本発明の実施の形態3に係るトルクセンサを示す軸方向半分断面表示の側面図である。なお、図1で説明した実施の形態1と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
本実施の形態は、図3に示すように、コの字状に折り曲げられた板状のパーマロイからなる集磁部72と、コの字状の集磁部72の一方の片に取り付けられたホール素子の磁気センサ8とを、磁気ヨーク5の環状部5a、5b間に配置したものである。前記の集磁部72は、磁気センサ8が磁気ヨーク5の環状部5A、5B間の中心に配置されるように、コの字状に折り曲げられており、本センサのハウジング等に着脱可能に固定されている。また、磁気センサ8には、板状のリード線11の先端部に、図示していないが、基板に接続するためのコネクタが取り付けられている。
なお、入力軸1と出力軸2との間に捻れトルクが加わっていない状態の動作説明、及び入力軸1と出力軸2との間に捻れトルクが加わったときの動作説明については、実施の形態1と同様であるため割愛する。
Claims (3)
- 第1軸及び第2軸を同軸上に連結し、その両軸間に加わるトルクを捩れ変位に変換するトーションバーと、第1軸の端部に固定され、軸方向に前記トーションバーが挿通された磁石と、第2軸の端部に固定され、前記磁石の外周に軸方向に互いに対向する環状部を有する磁気ヨークとを備えたトルクセンサにおいて、
L字形状に折り曲げられた板状からなり、その一方の片の上下面が前記磁気ヨークの各環状部と対向するように該環状部の間に配置され、他方の片が基板に設けられ、前記トーションバーの捻れ変位に応じてその環状部間に生じる前記磁石からの磁束を集める集磁部と、
前記集磁部の一方の片の上下面の何れかの面に取り付けられ、該集磁部を介して磁束を検出する磁気センサと
を設けたことを特徴とするトルクセンサ。 - 第1軸及び第2軸を同軸上に連結し、その両軸間に加わるトルクを捩れ変位に変換するトーションバーと、第1軸の端部に固定され、軸方向に前記トーションバーが挿通された磁石と、第2軸の端部に固定され、前記磁石の外周に軸方向に互いに対向する環状部を有する磁気ヨークとを備えたトルクセンサにおいて、
基板に面実装され、該基板と共に前記磁気ヨークの環状部の間に配置された磁気センサと、
前記磁気センサを覆うようにして前記基板に取り付けられた集磁部と
を設けたことを特徴とするトルクセンサ。 - 第1軸及び第2軸を同軸上に連結し、その両軸間に加わるトルクを捩れ変位に変換するトーションバーと、第1軸の端部に固定され、軸方向に前記トーションバーが挿通された磁石と、第2軸の端部に固定され、前記磁石の外周に軸方向に互いに対向する環状部を有する磁気ヨークとを備えたトルクセンサにおいて、
前記磁気ヨークの環状部の間に配置され、コの字形状に折り曲げられた板状の集磁部と、
前記集磁部の互いに対向する片の何れか一方に取り付けられた磁気センサと
を設けたことを特徴とするトルクセンサ。
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