JPH0354429A - 磁気ひずみセンサおよびその製造方法 - Google Patents
磁気ひずみセンサおよびその製造方法Info
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- JPH0354429A JPH0354429A JP2163957A JP16395790A JPH0354429A JP H0354429 A JPH0354429 A JP H0354429A JP 2163957 A JP2163957 A JP 2163957A JP 16395790 A JP16395790 A JP 16395790A JP H0354429 A JPH0354429 A JP H0354429A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
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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。
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、エンジンのクランク軸や発電機の駆動軸など
の軸を介して伝達されるトルクの測定に関し、特にその
ような軸の表面上に配置された磁気ひずみ材を用いたセ
ンサによるトルクの伝達の検出に関するちのである． （従来の技術） 上記形式のトルクセンサは一般的に公知であって、例え
ば猪又他の米国特許第４，６３１，７９６号、長谷他の
米国特許第４，８２３，６１７号及び江戸他の米国特許
第４，８２３，６２０号に開示されている。そのような
トルクセンサに用いられている軸取付け式磁気ひずみ手
段は、ほぼ平板状の横断面形状の細長いストリップまた
はリボン形であって、非品質磁気合金材からなり、その
組成は、例えばクラーク他の米国特許第４，７６３，０
３０号に開示されている．磁気ひずみストリップはさら
に、猪又他及びクラーク他の特許の開示内容に従って機
械的ひずみを除去するために焼きなましされている． 長谷他及び江戸他の特許に開示されているような上記の
従来形トルクセンサは、トルクを測定する軸上に４５度
のねじれ角の２つの相反形コイル部になるように巻き付
けた磁気ひずみ材から形成されている．そのような磁気
ひずみコイル部に対して誘導的に配置された固定ビック
アップコイルがそれぞれいずれかの方向で軸に加えられ
るトルクを検出することにより、両方向のトルクを測定
できるようになっている。トルクの正確な測定を行うた
め、らせん巻きされた磁気ひずみ材を軸の表面に固定し
なければならない。そのため、上記の長谷他及び江戸他
の特許に従って、そのような素材は適当な接着剤を用い
て軸の円筒形表面上または軸に形成された溝内に付着さ
せていた． （発明が解決しようとする課題） 上記の従来形トルクセンサは、横方向磁場中焼きなまし
非晶質磁気合金組成物を使用していることによる磁気ひ
ずみ材の良好な変換特性と、そのような素材からなるほ
ぼ平板状のストリップまたはリボンを軸に付着させるこ
とによるそれへの固定状態の確立とによって、性能係数
が高いと信じられていた６しかし、そのような磁気ひず
み材のストリップまたはリボンを軸の円筒形の外表面ま
たは軸に形成された溝内へ接着剤を使用して付着すると
、不均一なひずみが発生して性能係数が著しく減少する
．また、この問題を避けるためにスパッタリングによっ
て磁気ひずみ材を軸表面に付着させることは非常に難し
いことがわかっている．従って、前述したようなトルク
センサとして性能係数を高くヒステリシスを低くするこ
とができる非品質磁気合金材の潜在能力が十分に発揮さ
れていなかった． 従って、本発明の重要な目的は、一Ｂ的に不十分である
ことがわかっている軸取付け形電子機器または可動接点
の使用を避けるため、磁気ひずみ形トルクセンサにおい
て非品質磁気合金材の上記特性を十分に発揮できるよう
にすることである． （課題を解決するための手段・作用） 本発明によれば、上記形式のトルクセンサの磁気ひずみ
構成要素を配置する軸の円筒形表面にまったく改変を行
わず、また細長い磁気ひずみ構成要素と軸外表面との間
の固定状態を維持するための接触または接着剤の使用を
最小に抑えて伝達トルクの測定を行うことができる。こ
のため、細長い磁気ひずみ構成要素は横断面形状が平板
状ではなく、それをらせん変形させて軸表面に係合させ
ることによって磁気ひずみ部材内に誘導される縦応力を
受けて最小の接触で軸の外表面に対して必要な固定状態
を確立して維持できる表面積／体積比（Ｓ／Ｖ比）を備
えている．従って、磁気ひずみ構成要素は必要な非平板
状横断面形状を備えたワイヤで、そのＳ／Ｖ比は，従来
技術で必要であると考えられていたほぼ平板状の磁気ひ
ずみストリップまたはリボンよりも相当に小さくなって
いる．本発明に従ってワイヤ形の磁気ひずみ構成要素を
使用することにより、ワイヤをその長手方向軸紛回りに
ねじりながら軸の周りにらせん状に巻き付けていく間に
誘導磁気異方性をそれに与えることができるという利点
も得られる．さらに、本発明によれば、比較的中程度の
磁気ひずみ特性及び比較的小さい磁気異方性により、上
記の従来形のトルクセンサの作動原理に従った所望のト
ルク検出を行うことができる．このため、トルクを測定
しようとする軸に磁気ひずみワイヤをらせん状に巻き付
ける作業が迅速かつ経済的に実施できるので、スパッタ
リング法に較べて比較的大量の磁気ひずみ材を軸に装着
することができる。磁気ひずみワイヤは、軸に装着する
前に、ワイヤの軸線に直交する方向に優勢な磁場中で焼
きなまししてもよい。
の軸を介して伝達されるトルクの測定に関し、特にその
ような軸の表面上に配置された磁気ひずみ材を用いたセ
ンサによるトルクの伝達の検出に関するちのである． （従来の技術） 上記形式のトルクセンサは一般的に公知であって、例え
ば猪又他の米国特許第４，６３１，７９６号、長谷他の
米国特許第４，８２３，６１７号及び江戸他の米国特許
第４，８２３，６２０号に開示されている。そのような
トルクセンサに用いられている軸取付け式磁気ひずみ手
段は、ほぼ平板状の横断面形状の細長いストリップまた
はリボン形であって、非品質磁気合金材からなり、その
組成は、例えばクラーク他の米国特許第４，７６３，０
３０号に開示されている．磁気ひずみストリップはさら
に、猪又他及びクラーク他の特許の開示内容に従って機
械的ひずみを除去するために焼きなましされている． 長谷他及び江戸他の特許に開示されているような上記の
従来形トルクセンサは、トルクを測定する軸上に４５度
のねじれ角の２つの相反形コイル部になるように巻き付
けた磁気ひずみ材から形成されている．そのような磁気
ひずみコイル部に対して誘導的に配置された固定ビック
アップコイルがそれぞれいずれかの方向で軸に加えられ
るトルクを検出することにより、両方向のトルクを測定
できるようになっている。トルクの正確な測定を行うた
め、らせん巻きされた磁気ひずみ材を軸の表面に固定し
なければならない。そのため、上記の長谷他及び江戸他
の特許に従って、そのような素材は適当な接着剤を用い
て軸の円筒形表面上または軸に形成された溝内に付着さ
せていた． （発明が解決しようとする課題） 上記の従来形トルクセンサは、横方向磁場中焼きなまし
非晶質磁気合金組成物を使用していることによる磁気ひ
ずみ材の良好な変換特性と、そのような素材からなるほ
ぼ平板状のストリップまたはリボンを軸に付着させるこ
とによるそれへの固定状態の確立とによって、性能係数
が高いと信じられていた６しかし、そのような磁気ひず
み材のストリップまたはリボンを軸の円筒形の外表面ま
たは軸に形成された溝内へ接着剤を使用して付着すると
、不均一なひずみが発生して性能係数が著しく減少する
．また、この問題を避けるためにスパッタリングによっ
て磁気ひずみ材を軸表面に付着させることは非常に難し
いことがわかっている．従って、前述したようなトルク
センサとして性能係数を高くヒステリシスを低くするこ
とができる非品質磁気合金材の潜在能力が十分に発揮さ
れていなかった． 従って、本発明の重要な目的は、一Ｂ的に不十分である
ことがわかっている軸取付け形電子機器または可動接点
の使用を避けるため、磁気ひずみ形トルクセンサにおい
て非品質磁気合金材の上記特性を十分に発揮できるよう
にすることである． （課題を解決するための手段・作用） 本発明によれば、上記形式のトルクセンサの磁気ひずみ
構成要素を配置する軸の円筒形表面にまったく改変を行
わず、また細長い磁気ひずみ構成要素と軸外表面との間
の固定状態を維持するための接触または接着剤の使用を
最小に抑えて伝達トルクの測定を行うことができる。こ
のため、細長い磁気ひずみ構成要素は横断面形状が平板
状ではなく、それをらせん変形させて軸表面に係合させ
ることによって磁気ひずみ部材内に誘導される縦応力を
受けて最小の接触で軸の外表面に対して必要な固定状態
を確立して維持できる表面積／体積比（Ｓ／Ｖ比）を備
えている．従って、磁気ひずみ構成要素は必要な非平板
状横断面形状を備えたワイヤで、そのＳ／Ｖ比は，従来
技術で必要であると考えられていたほぼ平板状の磁気ひ
ずみストリップまたはリボンよりも相当に小さくなって
いる．本発明に従ってワイヤ形の磁気ひずみ構成要素を
使用することにより、ワイヤをその長手方向軸紛回りに
ねじりながら軸の周りにらせん状に巻き付けていく間に
誘導磁気異方性をそれに与えることができるという利点
も得られる．さらに、本発明によれば、比較的中程度の
磁気ひずみ特性及び比較的小さい磁気異方性により、上
記の従来形のトルクセンサの作動原理に従った所望のト
ルク検出を行うことができる．このため、トルクを測定
しようとする軸に磁気ひずみワイヤをらせん状に巻き付
ける作業が迅速かつ経済的に実施できるので、スパッタ
リング法に較べて比較的大量の磁気ひずみ材を軸に装着
することができる。磁気ひずみワイヤは、軸に装着する
前に、ワイヤの軸線に直交する方向に優勢な磁場中で焼
きなまししてもよい。
（実施例）
上記利点及び以下に明かとなるその他の目的及び利点は
構造及び作用の詳細にあり、それらについて添付の図面
を参照しながら以下に十分説明する．図中、同一部分に
は同一番号が付けられている． 第１図は本発明の一実施例に従って構成されたトルクセ
ンサを示している。トルクセンサは、トルクが伝達され
る軸ｌ２に組み合わせて示されており、この軸の円筒形
の外表面１４には改変が加えられておらず、その上にト
ルクセンサが設置されている． 第ｌ図に示すように、トルクセンサには１対の相反形の
らせん巻きされたコイル部ｌ６及び１８が、軸ｌ２の外
表面１４に固定して、また図示のように互いに軸方向に
離して設けられている。図示の実施例では、各コイル部
は、例えば４５度のねじれ角でらせん巻きされた狭い間
隔の平行なワイヤ２０で形成されている．コイル部１６
及びｌ８の各々に対して固定ビックアップコイル２２及
び２４が誘導的に対応配置されている。コイル２２及び
２４はそれぞれ可変抵抗２６及び２８を介して振動電圧
源３０に接続している．可変抵抗２６及び２８により、
固定ビックアップコイル２２及び２４は、伝達トルクが
ゼロの時に一般的に公知の形式のトルク読出し電圧回路
３２に加わる差電圧がゼロになるように釣り合わされる
． 以下に説明するように、トルクセンサを設置する際、軸
ｌ２を両方向へ回転させて、それぞれのコイル部１６及
びｌ８のワイヤ２０の縦張力が増加するようにする．従
って、トルクセンサの設置後に軸ｌ２にトルクが加わる
と、それぞれのコイル部１６及びｌ８のワイヤ２０の縦
応力がそれぞれの方向で変化して、トルク読出し電圧回
路３２に加わる差電圧が発生する． 第２図に示すように、磁気ひずみワイヤ２０は横断面が
正方形であって、従来のトルクセンサでこれまで使用さ
れてきたほぼ平板状のストノップまたはリボンよりも相
当に小さいＳ／Ｖ比にすることができる。ワイヤ２０が
そのような横断面であるから、ワイヤを軸にらせん状に
巻き付けることによって生じる軸の円筒形外表面１４と
の接触が最小になる。さらに、軸に巻き付けた時のらせ
ん変形の結果としてワイヤ内に生じる応力は、ワイヤを
軸表面ｔ４に固定した状態にほぼ維持できる十分な大き
さである。固定状態を確実にするために接着剤を使用す
るにしてち、接触部が非常に小さいことから必要な接着
剤を相当に減らすことができる。
構造及び作用の詳細にあり、それらについて添付の図面
を参照しながら以下に十分説明する．図中、同一部分に
は同一番号が付けられている． 第１図は本発明の一実施例に従って構成されたトルクセ
ンサを示している。トルクセンサは、トルクが伝達され
る軸ｌ２に組み合わせて示されており、この軸の円筒形
の外表面１４には改変が加えられておらず、その上にト
ルクセンサが設置されている． 第ｌ図に示すように、トルクセンサには１対の相反形の
らせん巻きされたコイル部ｌ６及び１８が、軸ｌ２の外
表面１４に固定して、また図示のように互いに軸方向に
離して設けられている。図示の実施例では、各コイル部
は、例えば４５度のねじれ角でらせん巻きされた狭い間
隔の平行なワイヤ２０で形成されている．コイル部１６
及びｌ８の各々に対して固定ビックアップコイル２２及
び２４が誘導的に対応配置されている。コイル２２及び
２４はそれぞれ可変抵抗２６及び２８を介して振動電圧
源３０に接続している．可変抵抗２６及び２８により、
固定ビックアップコイル２２及び２４は、伝達トルクが
ゼロの時に一般的に公知の形式のトルク読出し電圧回路
３２に加わる差電圧がゼロになるように釣り合わされる
． 以下に説明するように、トルクセンサを設置する際、軸
ｌ２を両方向へ回転させて、それぞれのコイル部１６及
びｌ８のワイヤ２０の縦張力が増加するようにする．従
って、トルクセンサの設置後に軸ｌ２にトルクが加わる
と、それぞれのコイル部１６及びｌ８のワイヤ２０の縦
応力がそれぞれの方向で変化して、トルク読出し電圧回
路３２に加わる差電圧が発生する． 第２図に示すように、磁気ひずみワイヤ２０は横断面が
正方形であって、従来のトルクセンサでこれまで使用さ
れてきたほぼ平板状のストノップまたはリボンよりも相
当に小さいＳ／Ｖ比にすることができる。ワイヤ２０が
そのような横断面であるから、ワイヤを軸にらせん状に
巻き付けることによって生じる軸の円筒形外表面１４と
の接触が最小になる。さらに、軸に巻き付けた時のらせ
ん変形の結果としてワイヤ内に生じる応力は、ワイヤを
軸表面ｔ４に固定した状態にほぼ維持できる十分な大き
さである。固定状態を確実にするために接着剤を使用す
るにしてち、接触部が非常に小さいことから必要な接着
剤を相当に減らすことができる。
本発明の一実施例によれば、磁気ひずみワイヤは、アラ
イド（Ａｌｌｉｅｄ１社から「ユニカクＡＦ一１及びＤ
Ｆ− Ｉ Ｊの商品名で市販されているもので、鉄一ほ
う素ベース組成物を含有している。
イド（Ａｌｌｉｅｄ１社から「ユニカクＡＦ一１及びＤ
Ｆ− Ｉ Ｊの商品名で市販されているもので、鉄一ほ
う素ベース組成物を含有している。
ちちろん、その他の鉄一ほう素ペースの非品質合金材を
本発明に従って使用することらできる。
本発明に従って使用することらできる。
第３図は、本発明の別の実施例を示しており、磁気ひず
みコイル部の磁気ひずみワイヤ２０′の横断面が円形に
なっている．そのような円形断面の場合のＳ／Ｖ比は、
第２図に示されているような正方形の横断面のワイヤ２
０よりちさらに小さい．第４図に示されているような横
断面が楕円形の磁気ひずみワイヤ２０″は、Ｓ／Ｖ比が
第２図のワイヤ２０と第３図のワイヤ２０′ の中間の
値になり、これも本発明に従って使用することができる
． 第５図に示されているように、磁気ひずみワイヤの直線
部分は、らせん変形すなわち巻き付けを行う前に、ワイ
ヤの長手方向軸線３６に直交する方向の磁場成分３４の
方が縦方向の磁場成分３８よりも優勢である磁場中で焼
きなましされる．らせん変形前のワイヤ２０のこのよう
な焼きなましは、本発明の一実施例に従ってトルクセン
サを製造する際の段階４０として第６図に示されている
．ワイヤは、例えば横方向に数千エルステッドの磁場中
で焼きなましされた後、第６図の段階４２で示されてい
るように、らせん変形して軸１２の外表面１４と固定接
触させる。このようにワイヤをらせん変形している間、
第６図の段階４６で示されているように、ワイヤをその
長手方向軸線３６回りにねじってそれに誘導磁気異方性
を与える．本発明に従って非品質磁気合金材からなるワ
イヤを細長い磁気ひずみ部材として使用することにより
、一定面積の均一な横断面にするだけでなく、磁気ひず
み部材のねじりとらせん変形とを同時に行うこともでき
る。
みコイル部の磁気ひずみワイヤ２０′の横断面が円形に
なっている．そのような円形断面の場合のＳ／Ｖ比は、
第２図に示されているような正方形の横断面のワイヤ２
０よりちさらに小さい．第４図に示されているような横
断面が楕円形の磁気ひずみワイヤ２０″は、Ｓ／Ｖ比が
第２図のワイヤ２０と第３図のワイヤ２０′ の中間の
値になり、これも本発明に従って使用することができる
． 第５図に示されているように、磁気ひずみワイヤの直線
部分は、らせん変形すなわち巻き付けを行う前に、ワイ
ヤの長手方向軸線３６に直交する方向の磁場成分３４の
方が縦方向の磁場成分３８よりも優勢である磁場中で焼
きなましされる．らせん変形前のワイヤ２０のこのよう
な焼きなましは、本発明の一実施例に従ってトルクセン
サを製造する際の段階４０として第６図に示されている
．ワイヤは、例えば横方向に数千エルステッドの磁場中
で焼きなましされた後、第６図の段階４２で示されてい
るように、らせん変形して軸１２の外表面１４と固定接
触させる。このようにワイヤをらせん変形している間、
第６図の段階４６で示されているように、ワイヤをその
長手方向軸線３６回りにねじってそれに誘導磁気異方性
を与える．本発明に従って非品質磁気合金材からなるワ
イヤを細長い磁気ひずみ部材として使用することにより
、一定面積の均一な横断面にするだけでなく、磁気ひず
み部材のねじりとらせん変形とを同時に行うこともでき
る。
ワイヤをその軸線３６回りにねじる度合いがトルクセン
サのダイナミックレンジ及び感度に影響する． 各コイル部を巻き付ける間、軸１２に対応方向のトルク
を加えて、そのトルクを取り除いた時にワイヤ内の縦張
力が増加するようにする。
サのダイナミックレンジ及び感度に影響する． 各コイル部を巻き付ける間、軸１２に対応方向のトルク
を加えて、そのトルクを取り除いた時にワイヤ内の縦張
力が増加するようにする。
従って、その後にその方向のトルクが軸に加わると、ワ
イヤの一方のコイル部では縦張力が増加する一方、他方
のコイル部では縦張力が減少する．従って、第６図の段
階４８及び５０で示されているように、センサの取り付
け時に軸Ｉ２を一時的に両方向へ回転させる．段階５２
で示されているように、センサは、段階５４に示されて
いる完成の前に、第６図の段階５６で示されている、第
１図に関連して説明した可変抵抗２６及び２８の調節な
どを含むビックアップコイル２２及び２４の釣り合わせ
によって調節される． 当業者には明らかなように、ワイヤの横断面の大きさは
、トルクセンサのＭｌｉｎ効果及びそれに対応した感度
を決定する際の、コイル部のワイヤコイル間の軸方向の
間隔などの因子に追加される因子である．ワイヤ内の活
性材の量を変えれば，信号雑音比が変化する．従って、
作業状態により、上記の大きさの因子を適当に選択する
ことによって最適のトルクセンサ構造を得ることができ
る． 前述したように、磁気ひずみ特性を備えた非晶質磁気材
を使用する限り、ワイヤの組成は変えることができる．
磁気ひずみは、 １００万分の４以上の比較的中間的な
絶対値にすることができる。らせん変形させて軸に固定
接触させるときにワイヤ内に誘導される磁気異方性は比
較的小さくすることができる．らせん変形前の磁場中焼
きなましによってトルクセンサの感度を相当に向上させ
ることができるが，これは絶対的に必要というものでは
ない． 前述したように得られる予期しない利点がワイヤの非平
板状の横断面に伴う比較的低いＳ／■比から得られるち
のであるから、細長いＩｉｎ気ひずみ材としてワイヤを
使用することは、本発明における従来技術からの大きな
進展である．例えば横断面が正方形である磁気ひずみワ
イヤ２０について言えば、正方形の横断面の面積をＡと
した場合、Ｓ／Ｖ比は４／ｆ７；：である。第３図に示
したような磁気ひずみワイヤ２『の円形横断面ではＳ／
Ｖ比がさらに小さ＜ ２ ｆ”’ｉ １７；：となる．
ワイヤ２０及び２０′の中間のＳ／Ｖ比の値は、第４図
に示されている楕円横断面のワイヤ２０″を用いること
によって得られる。
イヤの一方のコイル部では縦張力が増加する一方、他方
のコイル部では縦張力が減少する．従って、第６図の段
階４８及び５０で示されているように、センサの取り付
け時に軸Ｉ２を一時的に両方向へ回転させる．段階５２
で示されているように、センサは、段階５４に示されて
いる完成の前に、第６図の段階５６で示されている、第
１図に関連して説明した可変抵抗２６及び２８の調節な
どを含むビックアップコイル２２及び２４の釣り合わせ
によって調節される． 当業者には明らかなように、ワイヤの横断面の大きさは
、トルクセンサのＭｌｉｎ効果及びそれに対応した感度
を決定する際の、コイル部のワイヤコイル間の軸方向の
間隔などの因子に追加される因子である．ワイヤ内の活
性材の量を変えれば，信号雑音比が変化する．従って、
作業状態により、上記の大きさの因子を適当に選択する
ことによって最適のトルクセンサ構造を得ることができ
る． 前述したように、磁気ひずみ特性を備えた非晶質磁気材
を使用する限り、ワイヤの組成は変えることができる．
磁気ひずみは、 １００万分の４以上の比較的中間的な
絶対値にすることができる。らせん変形させて軸に固定
接触させるときにワイヤ内に誘導される磁気異方性は比
較的小さくすることができる．らせん変形前の磁場中焼
きなましによってトルクセンサの感度を相当に向上させ
ることができるが，これは絶対的に必要というものでは
ない． 前述したように得られる予期しない利点がワイヤの非平
板状の横断面に伴う比較的低いＳ／■比から得られるち
のであるから、細長いＩｉｎ気ひずみ材としてワイヤを
使用することは、本発明における従来技術からの大きな
進展である．例えば横断面が正方形である磁気ひずみワ
イヤ２０について言えば、正方形の横断面の面積をＡと
した場合、Ｓ／Ｖ比は４／ｆ７；：である。第３図に示
したような磁気ひずみワイヤ２『の円形横断面ではＳ／
Ｖ比がさらに小さ＜ ２ ｆ”’ｉ １７；：となる．
ワイヤ２０及び２０′の中間のＳ／Ｖ比の値は、第４図
に示されている楕円横断面のワイヤ２０″を用いること
によって得られる。
以上は、本発明の原理を説明するためだけの４
ものである．また、当業者には様々な変更が容易に考え
られるであろうし、以上に説明した構造及び作用が本発
明を制限するものではなく、従って、妥当な変更はすべ
て本発明の範囲に含まれる． （発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば細長い磁
気ひずみ構成要素を用いることで、軸表面に対して最小
の外部接触で固定できるばかりか簡単に磁気異方性を与
えることができ、検出精度は向上する．またその製造性
も向上する，
られるであろうし、以上に説明した構造及び作用が本発
明を制限するものではなく、従って、妥当な変更はすべ
て本発明の範囲に含まれる． （発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば細長い磁
気ひずみ構成要素を用いることで、軸表面に対して最小
の外部接触で固定できるばかりか簡単に磁気異方性を与
えることができ、検出精度は向上する．またその製造性
も向上する，
第１図は、本発明の一実施例に従ったトルクセンサの部
分側面図及び関連の電気回路図である． 第２図は、ほぼ第１図の断面緋２−２に沿った平面から
みた拡大部分断面図である．第３及び第４図は，第２図
と同様な部分断面図であるが、本発明の別の実施例を示
している。 第５図は、第１図に示されているトルクセンサに用いら
れている細長い磁気ひずみワイヤ部材の直線部分の部分
側面図である。 第６図は、本発明の一実施例に従ってトルクセンサを製
造する方法を説明するブロック図である。
分側面図及び関連の電気回路図である． 第２図は、ほぼ第１図の断面緋２−２に沿った平面から
みた拡大部分断面図である．第３及び第４図は，第２図
と同様な部分断面図であるが、本発明の別の実施例を示
している。 第５図は、第１図に示されているトルクセンサに用いら
れている細長い磁気ひずみワイヤ部材の直線部分の部分
側面図である。 第６図は、本発明の一実施例に従ってトルクセンサを製
造する方法を説明するブロック図である。
Claims (17)
- （１）部材の表面上に取り付けられてその中に誘導され
た状態を測定するセンサであって、非晶質磁気材からな
る細長い磁気ひずみ構成要素を備え、前記構成要素は応
力を受けて変形して部材に支持され、前記構成要素はさ
ら に、部材内に誘導された前記状態の測定時に前記応力に
よって部材の前記表面に最小の外部接触でほぼ固定でき
るＳ／Ｖ比をなす横断面を有している磁気ひずみセンサ
。 - （２）前記構成要素がワイヤであって、その横断面がほ
ぼ一定の面積を有し、横断面の前記 一定面積をＡとした場合、Ｓ／Ｖ比が約４／√Ａ以下に
なるようにした請求項１に記載の磁気ひずみセンサ。 - （３）前記ワイヤ内に磁気異方性が誘導されるようにし
た請求項２に記載の磁気ひずみセン サ。 - （４）前記部材が軸であり、その表面が円筒形で、その
中に誘導される前記状態が伝達トルクである請求項１に
記載の磁気ひずみセン サ。 - （５）外表面上に細長い磁気ひずみ構成要素を配置した
部材用の磁気ひずみセンサを製造する方法であって、構
成要素を変形して部材の前記表面に固定接触させる段階
と、前記変形中に前記構成要素に誘導磁気異方性を与え
る段階とを有している方法。 - （６）前記構成要素が、部材の表面に対する構成要素の
前記固定接触が構成要素の前記変形によって誘導された
応力によって維持されるようにするＳ／Ｖ比をなすほぼ
一定の横断面を有している請求項５に記載の方法。 - （７）前記構成要素をその長手方向軸線回りにねじるこ
とによって、それに前記誘導磁気異方性を与えることが
できるようにした請求項６に記載の方法。 - （８）前記構成要素が有効絶対磁気ひずみを有している
請求項７に記載の方法。 - （９）磁気ひずみの有効絶対値の最小値が１００万分の
４である請求項８に記載の方法。 - （１０）さらに、前記変形の前に、前記構成要素の前記
長手方向軸線に直交する方向に優勢な磁場中で構成要素
の直線部分を焼きなましする段階を有している請求項８
に記載の方法。 - （１１）前記構成要素をその長手方向軸線回りにねじる
ことによって、それに前記誘導磁気異方性を与えること
ができるようにした請求項５に記載の方法。 - （１２）さらに、前記変形の前に、前記構成要素の前記
長手方向軸線に直交する方向に優勢な磁場中で構成要素
の直線部分を焼きなましする段階を有している請求項１
１に記載の方法。 - （１３）外表面上に磁気ひずみ構成要素を配置した部材
用の磁気ひずみセンサを製造する方法であって、前記構
成要素の長手方向軸線に直交する方向に優勢な磁場中で
構成要素の直線部分を焼きなましする段階と、構成要素
の前記直線部分を変形して部材の前記表面に固定接触さ
せる段階とを有しており、前記構成要素が、部材の表面
に対する構成要素の前記固定接触が構成要素の前記変形
によって誘導された応力によって維持されるようにする
Ｓ／Ｖ比をなすほぼ一定の横断面を有している方 法。 - （１４）前記構成要素の磁気ひずみの絶対値が１００万
分の４以上である請求項１３に記載の方法。 - （１５）さらに、前記構成要素の変形中に構成要素をそ
の長手方向軸線回りにねじることによって、それに誘導
磁気異方性を与えることができるようにする段階を有し
ている請求項１４に記載の方法。 - （１６）さらに、前記構成要素の変形中に構成要素をそ
の長手方向軸線回りにねじることによって、それに誘導
磁気異方性を与えることができるようにする段階を有し
ている請求項１３に記載の方法。 - （１７）軸の外表面上に配置された磁気ひずみ材から磁
気ひずみセンサを製造する方法であって、その材料から
、横断面積をＡとした場合に４／√Ａ〜２√π√ＡのＳ
／Ｖ比となるワイヤを形成する段階と、ワイヤを軸の表
面 に、ワイヤと表面の間を固定状態に維持できる応力を加
えながら、らせん巻きして接触させる段階とを有してい
る方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US374112 | 1989-06-21 | ||
| US07/374,112 US5201964A (en) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | Magnetostrictive torque sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0354429A true JPH0354429A (ja) | 1991-03-08 |
Family
ID=23475337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2163957A Pending JPH0354429A (ja) | 1989-06-21 | 1990-06-21 | 磁気ひずみセンサおよびその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5201964A (ja) |
| EP (1) | EP0404569A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0354429A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016208687A1 (ja) * | 2015-06-23 | 2016-12-29 | ヤマハ発動機株式会社 | 磁歪式センサ、磁性構造体およびその製造方法、ならびに、磁歪式センサを備えたモータ駆動ユニットおよび電動アシスト付き自転車 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0719971A (ja) * | 1993-05-07 | 1995-01-20 | Unisia Jecs Corp | トルク検出装置 |
| US6176943B1 (en) | 1999-01-28 | 2001-01-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Processing treatment of amorphous magnetostrictive wires |
| US20020124663A1 (en) * | 1999-04-07 | 2002-09-12 | Yoshitomo Tokumoto | Rotational angle detecting device, torque detecting device and steering apparatus |
| JP2002090138A (ja) * | 2000-09-18 | 2002-03-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転軸の軸伸び量計測方法及び計測装置 |
| JP2003294548A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Japan Science & Technology Corp | 応力インピーダンス効果素子の製造方法及びその素子 |
| US7564152B1 (en) | 2004-02-12 | 2009-07-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | High magnetostriction of positive magnetostrictive materials under tensile load |
| JP4283263B2 (ja) * | 2005-10-20 | 2009-06-24 | 本田技研工業株式会社 | 磁歪式トルクセンサの製造方法 |
| US9212958B2 (en) | 2012-12-28 | 2015-12-15 | General Electric Company | Non-contact magnetostrictive sensing systems and methods |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4236230A (en) * | 1977-12-19 | 1980-11-25 | International Business Machines Corporation | Bistable magnetostrictive device |
| US4533407A (en) * | 1981-03-30 | 1985-08-06 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Radial orientation rare earth-cobalt magnet rings |
| US4763030A (en) * | 1982-11-01 | 1988-08-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Magnetomechanical energy conversion |
| JPS62113037A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トルクセンサ |
| JPH0381630A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-08 | Komatsu Ltd | トルクセンサ軸 |
-
1989
- 1989-06-21 US US07/374,112 patent/US5201964A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-06-21 EP EP19900306793 patent/EP0404569A3/en not_active Withdrawn
- 1990-06-21 JP JP2163957A patent/JPH0354429A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-23 US US07/965,329 patent/US5315881A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016208687A1 (ja) * | 2015-06-23 | 2016-12-29 | ヤマハ発動機株式会社 | 磁歪式センサ、磁性構造体およびその製造方法、ならびに、磁歪式センサを備えたモータ駆動ユニットおよび電動アシスト付き自転車 |
| JPWO2016208687A1 (ja) * | 2015-06-23 | 2018-04-12 | ヤマハ発動機株式会社 | 磁歪式センサ、磁性構造体およびその製造方法、ならびに、磁歪式センサを備えたモータ駆動ユニットおよび電動アシスト付き自転車 |
| US10184847B2 (en) | 2015-06-23 | 2019-01-22 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Magnetostrictive sensor, magnetic structure and production method thereof, motor drive device provided with magnetostrictive sensor, and motor assisted bicycle |
| US10502646B2 (en) | 2015-06-23 | 2019-12-10 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Magnetostrictive sensor, magnetic structure and production method thereof, motor drive device provided with magnetostrictive sensor, and motorassisted bicycle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5201964A (en) | 1993-04-13 |
| EP0404569A2 (en) | 1990-12-27 |
| EP0404569A3 (en) | 1992-04-01 |
| US5315881A (en) | 1994-05-31 |
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