JP5933998B2 - トルクセンサ - Google Patents
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Description
前記回転軸に設けられた磁気特性変化部材と、
前記磁気特性変化部材の磁気特性変化を検出する第1の検出コイル、第2の検出コイル、第3の検出コイル及び第4の検出コイルと、
基準電位と前記基準電位よりも所定の電圧だけ高い電源電位との間に直列に接続された前記第1の検出コイル及び前記第3の検出コイルの接続点の電位である第1の中点電位と前記基準電位と前記電源電位との間に直列に接続された前記第4の検出コイル及び前記第2の検出コイルとの接続点の電位である第2の中点電位とを入力し、前記第1の中点電位と前記第2の中点電位との差を前記回転軸に入力されるトルクとして出力する演算部と、
を備え、
前記第1の中点電位又は前記第2の中点電位を表す少なくとも1つの渡り線が前記第1の検出コイル、前記第2の検出コイル、前記第3の検出コイル及び前記第4の検出コイルのうちの対象検出コイルの表面上を渡るすべての前記対象検出コイルは、前記電源電位又は前記基準電位である前記表面の電位を有することを特徴とするトルクセンサに関係する。
前記第1の検出コイル及び前記第2の検出コイルは、前記少なくとも2つの異なる磁気異方性の1つの磁気異方性に対応する前記磁気特性変化部材の第1の部分に対向してもよく、
前記第3の検出コイル及び前記第4の検出コイルは、前記少なくとも2つの異なる磁気異方性のもう1つの磁気異方性に対応する前記磁気特性変化部材の第2の部分に対向してもよい。
前記電源電位を入力する第1の端子、前記基準電位を入力する第2の端子、前記第1の中点電位を出力する第3の端子、及び前記第2の中点電位を出力する第4の端子を有するコネクタは、前記第1の検出コイル、前記第2の検出コイル、前記第3の検出コイル及び前記第4の検出コイルの全体の一端に配置されていてもよい。
前記電源電位を入力する第1の端子、前記基準電位を入力する第2の端子、前記第1の中点電位を出力する第3の端子、及び前記第2の中点電位を出力する第4の端子を有するコネクタは、前記第1の検出コイル及び前記第2の検出コイルの全体と前記第3の検出コイル及び前記第4の検出コイルの全体との間に配置されていてもよい。
図3(A)は、図2の第1、第2、第3及び第4の検出コイル20a,20b,20c,20dの電線(例えばエナメル線等のように絶縁物で被覆された電線)の巻き付け方向を時計回りで構成した時の配線例を示し、図3(B)は、図3(A)の第2の検出コイル20bの表面上を渡る渡り線の配置例を示す。図3(A)の例において、例えば一体で形成されるコイルボビンの上部74aに例えば2本の電線を巻き付けて、第1の検出コイル20a及び第2の検出コイル20bを構成することができる。また、コイルボビンの下部74bに例えば2本の電線を巻き付けて、第3の検出コイル20c及び第4の検出コイル20dを構成することができる。コイルボビンは、例えば図1の回転軸24又は例えば図2の磁歪膜24a,24bを囲み、第1の検出コイル20a及び第2の検出コイル20bは、磁歪膜24aに対向し、第3の検出コイル20c及び第4の検出コイル20dは、磁歪膜24bに対向する。第1、第2、第3及び第4の検出コイル20a,20b,20c,20dは、回転軸24から間隔を置いて配置されているが、回転軸24に密着させることができる。
図4(A)は、図2の第1、第2、第3及び第4の検出コイル20a,20b,20c,20dの電線の巻き付け方向を反時計回りで構成した時の配線例を示し、図4(B)は、図4(A)の第1の検出コイル20aの表面上を渡る渡り線の配置例を示す。図3(A)の例において、すべての第1、第2、第3及び第4の検出コイル20a,20b,20c,20dの電線の巻き付け方向は、時計回りである一方、図4(A)の例において、すべての第1、第2、第3及び第4の検出コイル20a,20b,20c,20dの電線の巻き付け方向は、反時計回り(counterclockwise)である。
図5(A)は、図2の第1、第2、第3及び第4の検出コイル20a,20b,20c,20dの電線の巻き付け方向を本発明に従って構成した時の配線例を示し、図5(B)は、図5(A)の第1の検出コイル20aの表面上を渡る渡り線の配置例を示す。図4(A)の例において、すべての第1、第2、第3及び第4の検出コイル20a,20b,20c,20dの電線の巻き付け方向は、反時計回りである一方、図5(A)の例において、第1の検出コイル20a以外の第2、第3及び第4の検出コイル20b,20c,20dの電線の巻き付け方向は、反時計回りであり、第1の検出コイル20aの電線の巻き付け方向は、時計回りである。
図5(A)の例において、第4の検出コイル20dは、対象検出コイルではない。従って、第4の検出コイル20dの電線の巻き付け方向は、反時計回りから時計回りに変更してもよい。即ち、第1、第2、第3及び第4の検出コイル20a,20b,20c,20dの各々に電流が流れて発生する磁界の方向が合成磁界Hの方向に一致させながら、第2及び第3の検出コイル20b,20cの電線の巻き付け方向は、反時計回りであり、第1及び第4の検出コイル20a,20dの電線の巻き付け方向は、時計回りである。
図7(A)は、図2の第1、第2、第3及び第4の検出コイル20a,20b,20c,20dの電線の巻き付け方向を本発明に従って構成した時の他の配線例を示し、図7(B)は、図7(A)の第1の検出コイル20aの表面上を渡る渡り線の配置例を示す。図5(A)の例において、コネクタ75が、第1、第2、第3及び第4の検出コイル20a,20b,20c,20dの全体の一端(コイルボビンの上部74a側の頂面)に配置されている一方、図7(A)の例において、コネクタ75は、第1の検出コイル20a及び第2の検出コイル20bの全体と第3の検出コイル20c及び第4の検出コイル20dの全体との間(コイルボビンの中部74cの側面)に配置されている。コネクタ75がスペーサ又は余っている空間を表すコイルボビンの中部74cに配置されている場合、その空間を有効に利用することができる。
図7(A)の例において、第1及び第4の検出コイル20a,20dは、対象検出コイルではない。従って、第1及び/又は第4の検出コイル20a,20dの電線の巻き付け方向は、反時計回りから時計回りに変更してもよい。即ち、第1、第2、第3及び第4の検出コイル20a,20b,20c,20dの各々に電流が流れて発生する磁界の方向が合成磁界Hの方向に一致させながら、第2及び第3の検出コイル20b,20cの電線の巻き付け方向は、反時計回りであり、例えば第1及び第4の検出コイル20a,20dの電線の巻き付け方向は、時計回りである。或いは、第1、第2及び第3の検出コイル20a,20b,20cの電線の巻き付け方向は、反時計回りであり、例えば第4の検出コイル20dの電線の巻き付け方向は、時計回りである。或いは、第2、第3及び第4の検出コイル20b,20c,20dの電線の巻き付け方向は、反時計回りであり、例えば第1の検出コイル20aの電線の巻き付け方向は、時計回りである。
Claims (4)
- 回転軸と、
前記回転軸に設けられた磁気特性変化部材と、
前記磁気特性変化部材の磁気特性変化を検出する第1の検出コイル、第2の検出コイル、第3の検出コイル及び第4の検出コイルと、
基準電位と前記基準電位よりも所定の電圧だけ高い電源電位との間に直列に接続された前記第1の検出コイル及び前記第3の検出コイルの接続点の電位である第1の中点電位と前記基準電位と前記電源電位との間に直列に接続された前記第4の検出コイル及び前記第2の検出コイルとの接続点の電位である第2の中点電位とを入力し、前記第1の中点電位と前記第2の中点電位との差を前記回転軸に入力されるトルクとして出力する演算部と、
を備え、
前記第1の検出コイル、前記第2の検出コイル、前記第3の検出コイル及び前記第4の検出コイルのうちの前記第1の中点電位又は前記第2の中点電位を表す少なくとも1つの渡り線が渡るすべての前記検出コイルは、前記電源電位又は前記基準電位である前記表面の電位を有することを特徴とするトルクセンサ。 - 前記磁気特性変化部材は、前記回転軸に設けられ、且つ少なくとも2つの異なる磁気異方性を有し、
前記第1の検出コイル及び前記第2の検出コイルは、前記少なくとも2つの異なる磁気異方性の1つの磁気異方性に対応する前記磁気特性変化部材の第1の部分に対向し、
前記第3の検出コイル及び前記第4の検出コイルは、前記少なくとも2つの異なる磁気異方性のもう1つの磁気異方性に対応する前記磁気特性変化部材の第2の部分に対向することを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。 - 前記第1の検出コイル、前記第2の検出コイル、前記第3の検出コイル及び前記第4の検出コイルは、前記回転軸の軸方向に連続して配置され、
前記電源電位を入力する第1の端子、前記基準電位を入力する第2の端子、前記第1の中点電位を出力する第3の端子、及び前記第2の中点電位を出力する第4の端子を有するコネクタは、前記第1の検出コイル、前記第2の検出コイル、前記第3の検出コイル及び前記第4の検出コイルの全体の一端に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のトルクセンサ。 - 前記第1の検出コイル、前記第2の検出コイル、前記第3の検出コイル及び前記第4の検出コイルは、前記回転軸の軸方向に連続して配置され、
前記電源電位を入力する第1の端子、前記基準電位を入力する第2の端子、前記第1の中点電位を出力する第3の端子、及び前記第2の中点電位を出力する第4の端子を有するコネクタは、前記第1の検出コイル及び前記第2の検出コイルの全体と前記第3の検出コイル及び前記第4の検出コイルの全体との間に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のトルクセンサ。
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