JP6236985B2 - 磁歪式トルクセンサ - Google Patents
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Description
第1磁歪部に対し一軸心の軸方向に並んで配置され、トルクが第1磁歪部と同時に作用し、そのトルクにより透磁率が第1磁歪部とは逆向きに変化する第2磁歪部(16)と、
第1磁歪部と第2磁歪部とに隣接して配置され、一軸心の軸方向における第1磁歪部と第2磁歪部との間の中間位置において、一軸心の径方向へ向いた磁束の径方向成分(By)を検出する磁気検出器(18)と、
その磁気検出器の検出位置を通る磁束を含む磁界を発生させる磁界発生器(20)とを備え、
その磁界発生器は、磁気検出器の検出位置を通る磁束が、トルクが零のときに一軸心の軸方向を向くように配置されており、
第1磁歪部および第2磁歪部は、一軸心まわりに回転しトルクが作用する回転軸(12)に対し一体的に設けられ、一軸心に直交し第1磁歪部と第2磁歪部との間に仮想的に配置される対称面(FCsy)に対し互いに対称の形状を成しており、
第1磁歪部には、一軸心の軸方向に対して傾斜した溝(141)が形成され、
第2磁歪部には、第1磁歪部の溝とは逆向きに一軸心の軸方向に対して傾斜した溝(161)が形成され、
磁気検出器は、対称面上の磁束の径方向成分を検出するように配置されており、
更に、第1磁歪部および第2磁歪部は、一軸心まわりに1周する中に、トルクの変化に対する透磁率の変化方向が互いに逆向きになっている第1角度範囲(WD1)と第2角度範囲(WD2)とを有していることを特徴とする。
図1は、第1実施形態に係る磁歪式のトルクセンサ10の概略構成図であり、トルクセンサ10を回転軸12の径方向から見た図である。図2は、その図1のII−II断面図である。図1および図2に示すトルクセンサ10は、回転軸12をその一軸心CL1まわりに捩じるトルクT1(図4参照)を検出するトルク検出装置である。なお、図1は、そのトルクT1が回転軸12に印加されていない状態、すなわち無負荷状態を表している。また、図1では、一軸心CL1の軸方向はX軸方向として表示され、一軸心CL1の径方向はY軸方向として表示されている。このことは、後述する各図におけるXY軸の記載についても同様である。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。後述の第3実施形態でも同様である。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第2実施形態と異なる点を主として説明する。
(1)上述の第2実施形態では、第1角度範囲WD1および第2角度範囲WD2は、一軸心CL1まわりにおいてそれぞれ1箇所ずつ設けられているが、第1角度範囲WD1の合計角度と第2角度範囲WD2の合計角度とが等しければ、第1角度範囲WD1および第2角度範囲WD2はそれぞれ、複数箇所に分かれて設けられていても差し支えない。
12 回転軸
14 第1磁歪部
16 第2磁歪部
18 磁気検出器
20 磁石(磁界発生器)
CL1 一軸心
By 磁束の径方向成分
T1 トルク
Claims (5)
- 一軸心(CL1)まわりに捩じるトルク(T1)が作用し、該トルクにより透磁率が変化する第1磁歪部(14)と、
前記第1磁歪部に対し前記一軸心の軸方向に並んで配置され、前記トルクが前記第1磁歪部と同時に作用し、該トルクにより透磁率が前記第1磁歪部とは逆向きに変化する第2磁歪部(16)と、
前記第1磁歪部と前記第2磁歪部とに隣接して配置され、前記一軸心の軸方向における前記第1磁歪部と前記第2磁歪部との間の中間位置において、前記一軸心の径方向へ向いた磁束の径方向成分(By)を検出する磁気検出器(18)と、
該磁気検出器の検出位置を通る磁束を含む磁界を発生させる磁界発生器(20)とを備え、
該磁界発生器は、前記磁気検出器の検出位置を通る磁束が、前記トルクが零のときに前記一軸心の軸方向を向くように配置されており、
前記第1磁歪部および前記第2磁歪部は、前記一軸心まわりに回転し前記トルクが作用する回転軸(12)に対し一体的に設けられ、前記一軸心に直交し前記第1磁歪部と前記第2磁歪部との間に仮想的に配置される対称面(FCsy)に対し互いに対称の形状を成しており、
前記第1磁歪部には、前記一軸心の軸方向に対して傾斜した溝(141)が形成され、
前記第2磁歪部には、前記第1磁歪部の溝とは逆向きに前記一軸心の軸方向に対して傾斜した溝(161)が形成され、
前記磁気検出器は、前記対称面上の磁束の前記径方向成分を検出するように配置されており、
更に、前記第1磁歪部および前記第2磁歪部は、前記一軸心まわりに1周する中に、前記トルクの変化に対する透磁率の変化方向が互いに逆向きになっている第1角度範囲(WD1)と第2角度範囲(WD2)とを有していることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。 - 前記第1磁歪部および前記第2磁歪部は、1または2以上の前記第1角度範囲と1または2以上の前記第2角度範囲とを有し、
前記一軸心まわりにおいて前記第1角度範囲を合計した合計角度は、前記第2角度範囲を合計した合計角度と同じになっていることを特徴とする請求項1に記載の磁歪式トルクセンサ。 - 前記第1磁歪部および前記第2磁歪部は、前記一軸心まわりに1周する中の一部に、前記トルクの変化に対する前記第1磁歪部の透磁率の変化と前記第2磁歪部の透磁率の変化とに差異がない第3角度範囲(WD3)を有していることを特徴とする請求項1または2に記載の磁歪式トルクセンサ。
- 一軸心(CL1)まわりに捩じるトルク(T1)が作用し、該トルクにより透磁率が変化する第1磁歪部(14)と、
前記第1磁歪部に対し前記一軸心の軸方向に並んで配置され、前記トルクが前記第1磁歪部と同時に作用し、該トルクにより透磁率が前記第1磁歪部とは逆向きに変化する第2磁歪部(16)と、
前記第1磁歪部と前記第2磁歪部とに隣接して配置され、前記一軸心の軸方向における前記第1磁歪部と前記第2磁歪部との間の中間位置において、前記一軸心の径方向へ向いた磁束の径方向成分(By)を検出する磁気検出器(18)と、
該磁気検出器の検出位置を通る磁束を含む磁界を発生させる磁界発生器(20)とを備え、
該磁界発生器は、前記磁気検出器の検出位置を通る磁束が、前記トルクが零のときに前記一軸心の軸方向を向くように配置されており、
前記第1磁歪部および前記第2磁歪部は、前記一軸心まわりに回転し前記トルクが作用する回転軸(12)に対し一体的に設けられ、前記一軸心に直交し前記第1磁歪部と前記第2磁歪部との間に仮想的に配置される対称面(FCsy)に対し互いに対称の形状を成しており、
前記第1磁歪部には、前記一軸心の軸方向に対して傾斜した溝(141)が形成され、
前記第2磁歪部には、前記第1磁歪部の溝とは逆向きに前記一軸心の軸方向に対して傾斜した溝(161)が形成され、
前記磁気検出器は、前記対称面上の磁束の前記径方向成分を検出するように配置されており、
更に、前記第1磁歪部および前記第2磁歪部は、前記一軸心まわりに1周する中の一部に、前記トルクの変化に対する前記第1磁歪部の透磁率の変化と前記第2磁歪部の透磁率の変化とに差異がない第3角度範囲(WD3)を有していることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。 - 前記磁気検出器は、前記第1磁歪部および前記第2磁歪部に対して前記一軸心の径方向外側に配置され、
前記磁界発生器は前記磁気検出器に対して前記一軸心の径方向外側に配置され、前記対称面を挟んだ対称位置に配置されたN極とS極とを有していることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の磁歪式トルクセンサ。
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JP2013172262A JP6236985B2 (ja) | 2013-08-22 | 2013-08-22 | 磁歪式トルクセンサ |
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