JPH01301133A - 歪検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば回転軸などの受動軸の歪を検出する検
出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は従来の構成を示し、１は回転軸からなる受動軸
、２は受動軸１の中心軸、３．４は受動軸ｌを回転自在
に支持する軸受である。受動軸ｌの外周には高磁歪材か
らなる第１及び第２の磁性層５．６が固着される。第１
の磁性層５は中心軸２に対して＋４５度方向に、第２の
磁性層６は中心軸２に対して一４５度方向にそれぞれ細
長く複数条形成されている。又、各磁性層５，６の外周
にはギャップを介して円筒状のコイルボビン７が受動軸
１と同軸状に配設される。コイルボビン７の外周には第
１及び第２の磁性層５．６に対応して第１及び第２の検
出コイル８．９が巻装され、各検出コイル８，９は検出
回路１４に接続される。

又、１０．１１は検出コイル８．９の周囲に設けられた
高透磁率材からなる第１及び第２の磁気収束層である。

磁性層５．６の受動軸１への取付は接着剤によって行っ
ている。

次に、動作について説明する。受動軸ｌに外部からトル
クが印加されると応力が受動軸ｌがら接着剤を介して磁
性Ｎ５．６に伝播し、磁性層５゜６の一方に引張力が発
生しするとともに他方に圧縮力が発生し、歪が生じる。

この歪が生じると磁性層５，６の透ルｉ主率が変化し、
引張力による場合と圧縮力による場合ではｉ３［率が逆
方向に変化する。検出コイル８，９はｉ３　ｆ（ｉ率の
変化を磁気的インピーダンスの変化として検出し、検出
回路１４は各検出コイル８．９の出力を差動的に人力さ
れ、受動軸ｌの歪量に応した検出電圧Ｖを出力する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記した従来の歪検出装置においては、
磁性層５，６を受動軸１に接着するための接着剤の厚さ
にバラツキを生じ易く、これによって特性にもバラツキ
を生じた。

即も、磁性層５．６の縦弾性係数（ｋｇ／ｎ”）を１７
ａ、接着剤の縦弾性係数（ｋｇ　／　ａｍ　”　）をＥ
ｒ、磁性層５．６の膜厚（１，）をり１、接着剤の膜厚
［ａｍ　］をり、、Ｌ１ｉ性層５．６の線膨張係数〔１
／’Ｃ）をαａ接着剤の線膨張係数（１／　”Ｃ）をα
ｒ、基準温度Ｃ℃ｌをＴＯ２実際の温度（’Ｃ）をＴと
すると、熱応力σ（ｋｇ　／■１２〕は で表わされる。ここで、この歪検出装置を自動車用部品
として用いた場合、−３０〜８０℃程度の温度範囲を考
慮する必要があり、Ｔ　−Ｔｏ＝　１００℃とした場合
の接着剤の膜厚〔μ〕と磁性層５゜６の熱応力即ち内部
応力（ｋｇ　／■１２〕　との関係は第３図に示すよう
になる。このように接着の膜厚が厚くなると磁性層５，
６の内部応力も大きくなり、この内部応力による歪が本
来検出すべき歪と重畳し、検出誤差が生じる。しかし、
磁性層５゜６に対応した検出コイル８．９の出力の差に
より歪を検出しているため、接着剤の膜厚が均一であれ
ば磁性層５．６の内部応力は相殺され、検出誤差は生じ
ないや 第４図は温度差を１００℃とした場合における、・接着
剤の膜厚の基準膜厚からのずれと１ｋｇｍのトルク印加
時の応力を基準とした応力差（％〕との関係を示し、磁
性層５，６にそれぞれ対応した接着剤の一方の膜厚を基
準膜厚として他方の膜厚に誤差を生じると内部応力に約
１．６％／　ｔｔｍ程度の誤差を生じる。このため、検
出コイル８．９の出力に誤差を生じ、オフセットとして
検出されることになった。

この発明は上記のような課題を解決するために成された
ものであり、歪の検出精度を向上することができる歪検
出装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段〕 この発明に係る歪検出装置は、一対の磁性層を受動軸上
に接着する接着剤中に多数の非磁性ボールを混入し、こ
の各非磁性ボールの直径誤差を約１５戸以内としたもの
である。

〔作　用〕

この発明における接着剤は、非磁性ボールの混入により
その膜１￥が非磁性ボールの直径にほぼ等しくなり、各
非磁性ボールの直径誤差が約±５ｎ以内であるために、
接着剤の膜厚が均一になる。

［実施例］ 以丁、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図はこの実施例による歪検出装置の要部を断面で示した
ものであり、１２は多数の同径の非６■性ボール１３を
混入された接着剤である。非磁性ボール１３は例えば１
００Ｉｎａ以下のＡ３０３、Ｓｉｎｇ、５ｉｓＯｎ　、
Ｃｕなどのボールを用いるが、ふるいにかけるなどして
分級し、直径誤差約±５趣以内のものを用いる。又、非
磁性ボール１３は接着剤１２に対して重量％が５％の割
合で混入する。

混入に際しては真空中で攪拌して脱泡する。接着剤１２
としては熱硬化性−液エポキシ系接着剤を用いる。又、
磁性層５，６としてはヤング率１６５００ｋｇｆ／ｍ■
６のアモルファス磁性材を用いる。磁性層５．６は受動
軸１の外周にそれぞれ非磁性ボール１３を混入した接着
剤１２を介して接着固定する。

上記構成において、非磁性ボール１３を用いたのは、磁
性ボールを用いると検出コイル８．９が発生する磁束の
通路となり１．磁性層５．６の鎖交磁束数が濾少して感
度が低ドするからである。又、磁性層５，６としてアモ
ルファス磁性材を用いたのは、磁歪定数が大きいことと
、硬度が大きいために変形が生じ難＜、応力集中が生じ
難いためである。さらに、接着剤１２中への非磁性ボー
ル１３の混入を真空中で撹拌しながら行うのは、空気中
で撹拌を行うと泡が７１９人し、て硬くなり、攪拌が充
分行えないためである。

上記した歪検出装置では、接着剤１２の膜厚は非磁性ボ
ール１３の直径とほぼ等しくなり、非磁性ボール１３の
直径誤差が±５　ｎ　Ｑｌ内であるので、接着剤１２の
膜厚も精度良く均一となり、接着剤１２の線膨張係数と
磁性層５．６の線膨張係数との相違によって磁性層５．
６に生じる熱応力も均一となり、検出コイル８．９の出
力の差をとることにより熱応力の影響を除去することが
できる。

又、非磁性ボールＩ３の混入により接着層全体の硬度が
大きくなり、応力伝播比が高くなって感度が向上する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、磁性層を直径誤差が約
±５　ｐｍ以内の多数の非磁性ボールを混入した接着剤
を介して受動軸に固着しており、接着剤の膜厚は非磁性
ボールの直径によって定まるので精度良く均一となる。

従って、一対の６１を外層に生じる熱応力が均一となり
、各検出：フィルの出ツノの差をとることにより熱応力
の影宙を除去ずろＪとができ、歪の検出精度を向上する
ことができる。

又、接着剤は非磁性ボールの混入により硬度が高くなり
、応力伝播比が向上して感度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明装置の要部拡大断面図、第２図はこの
発明装置の構成図、第３図は接着剤の膜厚と内部応力と
の関係図、第４図は接着剤の基準膜厚からのずれと内部
応力のずれとの関係図である。 ■・・・受動軸、５．６・・・磁性層、８．９・・・検
出コイル、１２・・・接着剤、１３・・・非磁性ボール
、１４・・・検出回路。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示ず２、代理人
　　　　大　　岩　　増　　雄 内ザ九力（ｋｑｋｍη

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外力を印加されて歪応力を発生する受動軸と、この受動
   軸の外周上に直径誤差が約±５μｍ以内の多数の非磁性
   ボールを混入された接着剤を介して固着された一対の高
   磁歪率の磁性層と、各磁性層の周囲にそれぞれギャップ
   を隔てて配設され、各磁性層の上記応力に応じた歪によ
   る透磁率変化を検出する各検出コイルと、各検出コイル
   の出力を差動的に検出する検出回路とを備えたことを特
   徴とする歪検出装置。