JPH03289526A - 磁歪式トルクセンサの外部磁場補償装置 - 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 本発明は、磁歪式トルクセンサの外部磁場補償装置に関
する。

従来の技術 動力伝達軸に磁気異方性部を形成し、トルク伝達時にお
けるこの磁気異方性部の透磁率の変化にもとづいて伝達
トルクの大きさを測定するようにした磁歪式トルクセン
サが、従来から知られている。このような磁歪式トルク
センサは、モータによって駆動されたり、渦電流式動力
計や電磁パウダーブレーキによって制動されたりする動
力伝達軸に設けられることが多い。

たとえば第８図において、１は直流モータであり、その
コイル２が直流電源３に接続されている。

直流モータ１からの動力伝達軸４は負荷５に連結され、
この動力伝達軸４には、磁歪式トルクセンサ６が設けら
れている。

第９図は、三相交流によって駆動される交流モータ７か
ら負荷５への動力伝達軸４に、磁歪式トルクセンサ６を
設けた場合を例示している。モータ７のコイル８は三相
交流電源９に接続されている。

発明が解決しようとする課題 ところで、このように電磁気的に駆動あるいは制動を受
ける場合には、電磁機器に直結される動力伝達軸４に、
駆動を流あるいは制動電流にほぼ比例した外部磁場が発
生する。このような外部磁場が発生している動力伝達部
に磁歪式トルクセンサ６を設置すると、漏れ磁束Φのた
めにセンサの零点シフトや感度変化およびヒステリシス
の増加が起こるという問題点がある。

そこで本発明はこのような問題点を解決し、外部磁場に
よる磁歪式トルクセンサへの悪影響を防止できるように
することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため本発明は、モータや電磁ブレー
キなどの電磁機器のトルクを測定するための磁歪式トル
クセンサにおいて、前記電磁機器に流れる電流に比例し
、かつ前記電磁機器からの漏れ磁束を打ち消すことがで
きる補償を流を流す補償コイルを、前記電磁機器と磁歪
式トルクセンサとを結ぶ動力伝達軸に設けたものである
。

作用 このような構成によれば、補償コイルに補償電流を流す
ことで、磁歪式トルクセンサに悪影響を及ぼす磁場を実
効的に零にすることが可能で、この磁歪式トルクセンサ
が、モータの駆動状態や電磁ブレーキの制動状態などに
影響されなくなる。

実施例 第１図は、本発明の第１実施例を示す、この第１図にお
いて、１は第８図に示したのと同様の直流モータで、コ
イル２を有して、直流電源３に接続されている。コイル
２と直列に、巻き数を調整された補償コイル１２とが接
続されている。補償コイル１２は、直流モータ１と磁歪
式トルクセンサ６との間における動力伝達軸４の外周に
沿ってこの動力伝達軸４と同心状になるように巻回され
ている。

補償コイル１２には、直流モータ１の励磁コイル２を流
れる励磁電流が流れ、この電流の強さに比例した補償磁
束Φ。が動力伝達軸４に発生するようになっており、そ
の巻き数を調整することにより直流モータ１からの漏れ
磁束Φ−と逆方向かつ同じ強さの補償磁束Φ。を発生さ
せることが可能である。

このような構成によれば、補償コイル１２はモータ１の
コイル２と直列に接続されているため、この補償コイル
１２には、直流モータ１に流れる電流に比例した補償電
流が流れる。補償コイル１２の巻き数を調整することに
より磁束ΦＣの大きさが漏れ磁束Φ、の大きさに等しく
なるように調節すると、両磁束Φ、、Φ。は互いに逆方
向であるから、打ち消し合うように作用する。このため
、磁歪式トルクセンサ６に悪影響を及ぼす磁場が実効的
に零になり、このトルクセンサ６がモータ１の駆動状態
に影響されないようにすることができる。

第２図は本発明の第２実施例を示し、これは第１図の補
償コイルに電流を流す仕組みを変えたものである。

すなわち、直流モータ１の励磁回路に励磁電流検出用の
電流センス抵抗１０を入れたものであり、この電流セン
ス抵抗１０の両端電圧を増幅器２４で増幅して可変抵抗
１１を調整し、Φヨと逆方向でかつ同じ大きさの補償磁
束Φ。を発生させるのである。

かかる構成によれば、補償コイル１２の巻数をあまり厳
密に調整しなくても、直流増幅器２４の増幅率または電
流調整用ボリューム１１を微調整することにより漏れ磁
束Φ、を補償することができるので、装置組成上便利で
ある。

第３図は、本発明の第３実施例を示す、ここでは第９図
の場合と同様の三相の交流モータ７が示されている。モ
ータ７のコイル８に直列に巻き数を調整された補償コイ
ル１２が接続され、この補償コイル１２はモータ７とト
ルクセンサ６とを結ぶ動力伝達軸４に設けられている。

この場合も、第１図に示したものと同様に、モータ７か
らの漏れ磁束Φつと打ち消し合う磁束Φ０を発生させて
、トルクセンサ６に悪影響を及ぼす磁場を実効的に零に
することができる。

第４図は本発明の第４実施例を示し、これは第３図の補
償コイルに電流を流す仕組みを第２図のむとと同じ仕組
みに変えたものである。

すなわち、３相の交流モータ７の励磁回路の１相に励磁
電流検出用の電流センス抵抗１０を入れたものであり、
この電流センス抵抗１０の両端電圧を増幅器２５で増幅
し、可変抵抗１１を調整し、Φ、と逆方向でかつ同じ大
きさの補償磁束Φ。を発生させるのである、以下、本発
明の第５〜第７実施例を説明するが、これら実施例にお
いては、補償磁束Φ。を発生させる仕組みを第１図と第
３図の実施例にならって説明する。

第５図は、本発明の第５実施例を示す、ここではモータ
１３は、動力伝達軸４によって、渦電流式ブレーキや電
磁パウダーブレーキなどのような電磁ブレーキ１４に連
結されている。モータ１３および電磁ブレーキ１４のコ
イル１５．１６は、それぞれ交流電源１７．１８に接続
されている。１９はブレーキ力を調節するための可変抵
抗器である。磁歪式トルクセンサ６は、モータ１３と電
磁ブレーキ１４との間における動力伝達軸４の部分に設
けられている。

このようなものであると、トルクセンサ６には、モータ
１３からの漏れ磁束Φ、と、電磁プレー−１ｒ１４から
の漏れ磁束Φ、どの両者が影響を及ぼそうとする。そこ
で、モータ１３のコイル１５に接続され、巻き数を調整
された補償コイル１２をモータ１３とトルクセンサ６と
の間における動力伝達軸４の部分に設け、かつ、電磁ブ
レーキ１４のコイル１６に接続されるいま一つの巻き数
を調整された補償コイル１２を、電磁ブレーキ１４とト
ルクセンサ６との間における動力伝達軸４の部分に設け
る・。

こうすることで、両方の漏れ磁束Φ１．Φおは、各補償
コイル１２．１２にて発生する磁束Φ。、Φ０゜によっ
てそれぞれ打ち消される。したがってこの場合も、トル
クセンサ６は漏れ磁束の影響を受けないことになる。

第６図は、本発明の第６実施例を示す、ここでは、第５
図の電磁ブレーキ１４に代えて、モータ１３からの動力
伝達軸４に、発電機２０が連結されている。２１はコイ
ル、２２は可変負荷抵抗である。このようなものである
と、発＠＠２０からの漏れ磁束Φ。は、この発電ｌ１２
０とトルクセンサ６との間における動力伝達軸４の部分
に設けられた巻き数を調整された補償コイル１２にて発
生する磁束Φｃｏにより打ち消される。

第７図は、本発明の第７実施例を示す。先の第１実施例
や第３実施例などにおいては、補償コイル１２をモータ
１のコイル２などと直列に接続していたが、ここでは、
第１実施例の直列接続に代えて、モータ１のコイル２と
補償コイル１２とを並列に接続している。こうすること
によっても、補償コイル１２に流れる電流をモータ１に
流れる電流に比例させることができる。先の各実施例に
ついても同様に、直列接続を並列接続に変更することが
できる。

詳細な説明は省略するが、これら第５図〜第７図に示し
た第５〜第７の実施例においても、第２図および第４図
に示した実施例と同様に、を流センス抵抗と増幅器と電
流調整用ボリュームとによって補償磁束Φ。を調整する
ことが可能である。

発明の効果 以上述べたように本発明によると、電磁機器と磁歪式ト
ルクセンサとを結ぶ動力伝達軸に補償コイルを設けるこ
とにより、磁歪式トルクセンサに及ぼす磁場を実効的に
零にすることができ、この磁歪式トルクセンサが電磁機
器の漏れ磁束による悪影響を受けてセンサ出力に誤差が
生じるような事態の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の第１〜第７実施例の回路図、
第８図および第９図は従来例の回路図である。 １・・・直流モータ、４・・・動力伝達軸、６・・・磁
歪式トルクセンサ、７・・・交流モータ、１２・・・補
償コイル、Φつ、Φ。・・・磁束、１３・・・モータ、
１４・・・電磁ブレーキ、２０・・・発電機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、モータや電磁ブレーキなどの電磁機器のトルクを測
   定するための磁歪式トルクセンサにおいて、前記電磁機
   器に流れる電流に比例し、かつ前記電磁機器からの漏れ
   磁束を打ち消すことができる補償電流を流す補償コイル
   を、前記電磁機器と磁歪式トルクセンサとを結ぶ動力伝
   達軸に設けたことを特徴とする磁歪式トルクセンサの外
   部磁場補償装置。