JPH02287131A - 歪検出器 - 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〕 この発明は回転軸などの受動軸に外力が印加された際の
歪を検出する歪検出器に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は特開昭５７−２１１０３０号公報に示された従
来の歪検出器の構成を示し、２０は非磁性材からなる受
動軸（回転軸）、２１．２２は受動軸２０を回転自在に
支持する軸受で、非磁性材により形成される。２３．２
４は軸受２１．２２を支持する支持体で、非磁性体によ
り形成される。２５は受動軸１の周囲に中心軸２６に対
して一４５°の角度で固着された磁性層で、高透磁率軟
磁性材により形成される。２７は受動軸１の周囲に配設
されたボビンで、支持体２３．２４により支持されると
ともに、非磁性絶縁体により形成される。２８はボビン
２７に巻回された検出コイルで、コイル２８ａ、２８ｂ
から成る。

上記構成において、受動軸２０に外部からトルクが印加
されると、磁性層２５に歪を生じてその透磁率が変化す
る。検出コイル２８はこの透磁率変化を磁気的インピー
ダンスの変化として検出し、歪検出々力を発生する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記した従来の歪検出器に外部から外乱磁場
が作用すると、この外乱磁場が検出コイル２８の内部に
も浸入する。ここで、受動軸２０、軸受２１．２２及び
支持体２３．２４はいずれも非磁性であるから、浸入し
た外乱磁場の磁束は結局磁性材である磁性層５を通り、
磁気的動作点が移動してこのままでは歪検出々力に誤差
を生じる。

そこで、コイル２８ａ、２８ｂの出力を差動増幅して外
乱磁場の影響を相殺しようとしているが、磁気特性の非
対称性から外乱磁場による誤差が完全には除去されず、
安定した歪検出を行うことができなかった。

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、外乱磁場による影響を除去して安定した歪
検出を行うことができる歪検出器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器は、両端に高透磁率軟磁性材か
らなる連結部材を介して回転軸を連結され、トルクを受
ける受動軸と、高透磁率軟磁性材から成り、各連結部材
をそれぞれ回転自在に支持する軸受と、高透磁率軟磁性
材からなり、検出コイルの外周に配設されるとともに両
端を軸受と磁気的に連結されたシールドを設けたもので
ある。

〔作　用〕

この発明における連結部材、軸受及びシールドはいずれ
も高透磁率軟磁性材により形成され、外乱磁界はこれら
の部材を通り、磁性層は通らない。

〔実施例］ 以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図において、１は回転軸からなる受動軸、２は受動軸の
中心軸、１３．１４はＰＣパーマロイや純鉄などの高透
磁率軟磁性材からなり、受動軸１の両端に回転輪１５．
１６を分離可能に連結する連結部材、３．４は連結部材
１３．１４を回転自在に支持する軸受で、ＰＣパーマロ
イや純鉄などの高透磁率軟磁性材により形成される。受
動軸１の外周面上には高透磁率軟磁性材からなる磁性層
５，６が固着され、磁性層５．は中心軸２に対して＋４
５°方向に、磁性層６は中心軸２に対して一４５°方向
に形成される。磁性層５．６の外周には円筒状のコイル
ボビン７が軸受３，４に支持されて配設され、コイルボ
ビン７には磁性層５．６と対応して検出コイル８．９が
巻回され、検出コイル８．９は検出回路１７に接続され
る。１０゜１１は高透磁率軟磁性材から成り、検出コイ
ル８゜９の周囲に設けられた磁気収束層、１２はＰＣパ
ーマロイあるいは純鉄などの高透磁率軟磁性材から成る
シールドで、シールド１２は磁気収束層１０゜１１の外
周に配設されるとともに両端部が軸受３゜４と連結され
る。

次に、動作について説明する。受動軸１に連結部材１３
．．１４及び回転軸１５．１６を介して外部からトルク
が印加されると、磁性層５．６の一方に引張力が発生し
、他方に圧縮力が発生し、歪が生じる。この歪が生じる
と透磁率が変化し、引張力の場合と圧縮力の場合では透
磁率が逆方向に変化する。検出コイル８．９はこの透磁
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１７は各検出コイル８．９の出力を差動増幅し
、受動軸１の歪量に応じた検出電圧■を出力する。又、
磁気収束層１０．１１は高透磁率を存するため、検出コ
イル８．９が発生する磁束の磁気抵抗を減少させ、感度
を上昇させることができる。さらに、シールド１２も同
様の働きをする。

ここで、外部磁界が中心軸２と平行に軸受３の方向から
作用した場合、連結部材１３．１４、軸受３．４及びシ
ールド１２が高透磁率であるから磁束は連結部材１３か
ら軸受３、シールド１２、軸受４及び連結部材１４を通
り、磁性層５，６には流れない、又、外部磁界が中心軸
２と直角な方向から作用した場合には、その磁束はシー
ルド１２から軸受３．４及び連結部材１３．１４に分流
し、再びシールド１２を通って外部へ抜け、磁性層５゜
６を通らない、従って、外部磁界によって磁性層５．６
の磁気的動作点が移動することがなく、歪検出々力に誤
差を生じない。

なお、上記実施例においてはシールド１２の両端を軸受
３，４に直接連結し−ているが、磁気的に連結されてい
ればよく、必ずしも直接連結する必要はない、又、受動
軸１は磁性材であってもよいが、非磁性の方が磁性層へ
の外乱磁界の影響を阻止する上で望ましい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、受動軸の連結部材と軸
受と検出コイルの外周に設けたシールドとを高透磁率材
により形成したので、外部磁界はこの連結部材、軸受及
びシールドを通って磁性層には通らなくなり、磁性層の
磁気的動作点の移動による歪検出誤差は生じな（なり、
検出精度を向上させることができるとともに安定した歪
検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による歪検出器の構成図、第２図は従
来の歪検出器の構成図である。 ｌ・・・受動軸、３．４・・・軸受、５．６・・・磁性
層、８．９・・・検出コイル、１２・・・シールド、　
　１３．　１４・・・連結部材、１５．１６・・・回転
軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両端に高透磁率軟磁性材からなる連結部材を介して回転
   軸を連結され、トルクを受ける受動軸と、高透磁率軟磁
   性材からなり、受動軸の周囲に固着された磁性層と、磁
   性層の周囲に配設され、磁性層の上記トルクに応じた歪
   による透磁率変化を検出する検出コイルと、高透磁率軟
   磁性材からなり、各連結部材をそれぞれ回転自在に支持
   する軸受と、高透磁率軟磁性材からなり、検出コイルの
   外周に配設されるとともに両端を軸受と磁気的に連結さ
   れたシールドを備えたことを特徴とする歪検出器。