JPH0381629A - トルクセンサ軸及びその磁気異方性付与方法 - Google Patents
トルクセンサ軸及びその磁気異方性付与方法Info
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- JPH0381629A JPH0381629A JP21820589A JP21820589A JPH0381629A JP H0381629 A JPH0381629 A JP H0381629A JP 21820589 A JP21820589 A JP 21820589A JP 21820589 A JP21820589 A JP 21820589A JP H0381629 A JPH0381629 A JP H0381629A
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
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]
この発明は、トルクセンサ軸及びその磁気異方性付与方
法に係わり、殊に任意なるパターンの磁気異方性を備え
たトルクセンサ軸、及びこのトルクセンサ軸を高精度に
、かつ、再現性よく製造できるトルクセンサ軸の磁気異
方性付与方法に関する。
法に係わり、殊に任意なるパターンの磁気異方性を備え
たトルクセンサ軸、及びこのトルクセンサ軸を高精度に
、かつ、再現性よく製造できるトルクセンサ軸の磁気異
方性付与方法に関する。
[従来の技術]
従来、いわゆる磁歪式トルクセンサのトルクセンサ軸は
、その表面に、磁気異方性が付与されている。この磁気
異方性は、トルク検出の際、印加トルク又は靜トルクの
大きさ及び方向を決定するため、トルクセンサ軸の表面
に人為的に付与したパターンによる磁束の流れの方向性
である。例えば第5図に示すように、トルクセンサ軸1
の表面に、軸方向に対し左右45度斜め方向に!16
a。
、その表面に、磁気異方性が付与されている。この磁気
異方性は、トルク検出の際、印加トルク又は靜トルクの
大きさ及び方向を決定するため、トルクセンサ軸の表面
に人為的に付与したパターンによる磁束の流れの方向性
である。例えば第5図に示すように、トルクセンサ軸1
の表面に、軸方向に対し左右45度斜め方向に!16
a。
7aでなる溝パターンを設けたものが知られる。
この場合、磁束は溝6aと6a又は7aと7aの間の山
部6b、7bを図示45度方向に流れる。
部6b、7bを図示45度方向に流れる。
他の例として、この溝6a、7a内に、トルクセンサ軸
lの磁気特性と異なる磁気特性の材質を埋め込んだもの
がある。更に他の例として、上記溝6a、7aに替わり
、トルクセンサ軸1の磁気特性と異なる磁気特性の材料
(例えばアモルファス膜)をトルクセンサ軸1の表面に
付着、せしめたものがある。後2者の場合、充填材(又
は付着材)と、トルクセンサ軸材との磁気特性の違い、
即ち透磁率の高い側を磁束は流れる。ちなみに、第5図
のトルクセンサ軸1のトルク検出について述べる。仮に
1図示右方向から軸断面に対し9時計回りのねじりトル
クTを印加する。このとき、トルクセンサ軸1は2図示
45度右上方には引っ張り応力が発生し、逆に2図示4
5度左上方に圧縮応力が発生する。いわゆる主応力であ
る。他方、磁性体は応力が印加されると透磁率が変化す
るという磁歪特性がある。これは、前記引っ張り応力が
印加されると透磁率は増加し、逆に圧縮応力が印加され
ると透磁率は減少する。この磁歪特性を利用したものが
磁歪式トルクセンサである。即ち。
lの磁気特性と異なる磁気特性の材質を埋め込んだもの
がある。更に他の例として、上記溝6a、7aに替わり
、トルクセンサ軸1の磁気特性と異なる磁気特性の材料
(例えばアモルファス膜)をトルクセンサ軸1の表面に
付着、せしめたものがある。後2者の場合、充填材(又
は付着材)と、トルクセンサ軸材との磁気特性の違い、
即ち透磁率の高い側を磁束は流れる。ちなみに、第5図
のトルクセンサ軸1のトルク検出について述べる。仮に
1図示右方向から軸断面に対し9時計回りのねじりトル
クTを印加する。このとき、トルクセンサ軸1は2図示
45度右上方には引っ張り応力が発生し、逆に2図示4
5度左上方に圧縮応力が発生する。いわゆる主応力であ
る。他方、磁性体は応力が印加されると透磁率が変化す
るという磁歪特性がある。これは、前記引っ張り応力が
印加されると透磁率は増加し、逆に圧縮応力が印加され
ると透磁率は減少する。この磁歪特性を利用したものが
磁歪式トルクセンサである。即ち。
トルクセンサ軸1にトルクTが印加されると9図示右側
の山部6bは高透磁率となり、逆に図示左側の山部7b
は低透磁率となる。そこで、これら透磁率を検出系(本
例の場合は差動結合の検出センサ)で検出し、印加トル
クTの方向や大きさを検出する。勿論動トルクに対して
ばかりではなく、静トルクに対しても同様に検出するこ
とができる。更に上記差動結合による検出以外に9片側
の異方性パターンのみでも同様の検出をすることができ
る。
の山部6bは高透磁率となり、逆に図示左側の山部7b
は低透磁率となる。そこで、これら透磁率を検出系(本
例の場合は差動結合の検出センサ)で検出し、印加トル
クTの方向や大きさを検出する。勿論動トルクに対して
ばかりではなく、静トルクに対しても同様に検出するこ
とができる。更に上記差動結合による検出以外に9片側
の異方性パターンのみでも同様の検出をすることができ
る。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記従来のトルクセンサ軸は。
製造上、殊に構成及び溝充填式は任意形状の磁気異方性
のパターンを高精度に、しかも再現性よく機械切削する
ことは実際上困雛である。また製品上、構成及び溝充填
式は紬母材の機械的強度を損ねてしまう欠点があり、他
方、付着式においても、経時変化により、付着材が剥離
するという欠点がある。
のパターンを高精度に、しかも再現性よく機械切削する
ことは実際上困雛である。また製品上、構成及び溝充填
式は紬母材の機械的強度を損ねてしまう欠点があり、他
方、付着式においても、経時変化により、付着材が剥離
するという欠点がある。
本発明は、かかる従来の問題点に着目し、任意パターン
の磁気異方性を備えたトルクセンサ軸を提供することを
第1の目的とする。そしてかかるトルクセンサ軸を高精
度に、かつ、再現性よく製造できるトルクセンサ軸の磁
気異方性付与方法を提供することを第2の目的とする。
の磁気異方性を備えたトルクセンサ軸を提供することを
第1の目的とする。そしてかかるトルクセンサ軸を高精
度に、かつ、再現性よく製造できるトルクセンサ軸の磁
気異方性付与方法を提供することを第2の目的とする。
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するため1本発明に係わるトルクセンサ
軸は、第1図を参照して説明すれば、トルクセンサ軸l
の表面にかつ軸方向に対し所定の角度θに、該母材の磁
気特性と異なる磁気特性の粉末を含有するインクによる
印刷部2aと、該母材表部2bとからなる磁気異方性パ
ターンを備える構成とした(請求項1)。そしてこのト
ルクセンサ軸の好適な磁気異方性付与方法としての本発
明に係わる磁気異方性付与方法は、トルクセンサ軸1の
表面にかつその該軸方向に対し所定の角度θに誼母材の
磁気特性と異なる磁気特性の粉末を含有するインクで印
刷を行い、該トルクセンサ軸1の表面にかつその該軸方
向に対し所定の角度θに、該母材表部2bと、前記印刷
部2aとからなる磁気異方性パターンを付与する構成と
した(請求項2)。更に9本発明に係わる他のトルクセ
ンサ軸としては、同じく第1図を参照して説明すれば、
トルクセンサ軸lの表面にかつ軸方向に対し所定の角度
θに、該母材の磁気特性と異なる磁気特性の材質のメッ
キ部2aと、該母材表部2bとからなる磁気異方性パタ
ーンを備える構成のトルクセンサ軸であってもよい(請
求項3)。そしてこのトルクセンサ軸の好適な磁気異方
性付与方法としての本発明に係わる磁気異方法は、トル
クセンサ軸1の母材の磁気特性と異なる磁気特性の材質
からなる無電解メッキ液6の中で、該トルクセンサ軸1
の表面にかつその該軸方向に対し所定の角度θに、高エ
ネルギービーム5によりメッキを行い、該トルクセンサ
軸1の表面にかつその該軸方向に対し所定の角度θに、
該母材表部2bと。
軸は、第1図を参照して説明すれば、トルクセンサ軸l
の表面にかつ軸方向に対し所定の角度θに、該母材の磁
気特性と異なる磁気特性の粉末を含有するインクによる
印刷部2aと、該母材表部2bとからなる磁気異方性パ
ターンを備える構成とした(請求項1)。そしてこのト
ルクセンサ軸の好適な磁気異方性付与方法としての本発
明に係わる磁気異方性付与方法は、トルクセンサ軸1の
表面にかつその該軸方向に対し所定の角度θに誼母材の
磁気特性と異なる磁気特性の粉末を含有するインクで印
刷を行い、該トルクセンサ軸1の表面にかつその該軸方
向に対し所定の角度θに、該母材表部2bと、前記印刷
部2aとからなる磁気異方性パターンを付与する構成と
した(請求項2)。更に9本発明に係わる他のトルクセ
ンサ軸としては、同じく第1図を参照して説明すれば、
トルクセンサ軸lの表面にかつ軸方向に対し所定の角度
θに、該母材の磁気特性と異なる磁気特性の材質のメッ
キ部2aと、該母材表部2bとからなる磁気異方性パタ
ーンを備える構成のトルクセンサ軸であってもよい(請
求項3)。そしてこのトルクセンサ軸の好適な磁気異方
性付与方法としての本発明に係わる磁気異方法は、トル
クセンサ軸1の母材の磁気特性と異なる磁気特性の材質
からなる無電解メッキ液6の中で、該トルクセンサ軸1
の表面にかつその該軸方向に対し所定の角度θに、高エ
ネルギービーム5によりメッキを行い、該トルクセンサ
軸1の表面にかつその該軸方向に対し所定の角度θに、
該母材表部2bと。
前記メッキ部2aとからなる磁気異方性パターンを付与
する**とした(I求項4)。
する**とした(I求項4)。
[作用コ
先ず上記構成のトルクセンサ軸の磁気異方性付与方法(
wI請求項及び請求項4)によれば、これらは印刷又は
メッキによるため、所望の磁気異方性パターンを容易に
、高精度に、かつ、再現性よく製造することができる。
wI請求項及び請求項4)によれば、これらは印刷又は
メッキによるため、所望の磁気異方性パターンを容易に
、高精度に、かつ、再現性よく製造することができる。
従って、かかる方法で製造されたトルクセンサ軸(請求
項2及び請求項4)は、自ずと、高精度、かつ、所望の
磁気異方性パターンを備えることになる。
項2及び請求項4)は、自ずと、高精度、かつ、所望の
磁気異方性パターンを備えることになる。
E実施例〕
以下本発明の実施例を第1図〜第4図を参照して説明す
る。請求項1のトルクセンサ軸の実施例は、第1図及び
その断面図である第2図に示すように、トルクセンサ軸
1 (IQ処理による焼入れ済みのSCM435H)の
表面にがり軸方向に対し45度方向に、該母材の磁気特
性と異なる磁気特性の粉末を含有するインクによる印刷
部2aと、該母材表部2bとからなる磁気異方性パター
ンを備えた構成である。他の実施例としては、前記構成
において、印刷部が2bであって、母材表部が2aであ
る構成がある。更にその他の実施例には、第3図の断面
図に示すように、上記2つの実施例の構成において、印
刷部2a(又は2b)と、母材表部2b(又は2a)と
をコーテイング材3でコーテングした11I或がある。
る。請求項1のトルクセンサ軸の実施例は、第1図及び
その断面図である第2図に示すように、トルクセンサ軸
1 (IQ処理による焼入れ済みのSCM435H)の
表面にがり軸方向に対し45度方向に、該母材の磁気特
性と異なる磁気特性の粉末を含有するインクによる印刷
部2aと、該母材表部2bとからなる磁気異方性パター
ンを備えた構成である。他の実施例としては、前記構成
において、印刷部が2bであって、母材表部が2aであ
る構成がある。更にその他の実施例には、第3図の断面
図に示すように、上記2つの実施例の構成において、印
刷部2a(又は2b)と、母材表部2b(又は2a)と
をコーテイング材3でコーテングした11I或がある。
勿論パターン角度は45度に限定する必要はない。次に
上記請求項1のトルクセンサ軸の製造方法である請求項
2の実施例を述べる。即ち、トルクセンサ軸lの表面に
かつその該軸方向に対し45度方向に該母材の磁気特性
と異なる磁気特性の粉末を含有するインクで印刷を行い
、該トルクセンサ軸表面にかつその該軸方向に対し45
度方向に、該母材表部2b(又は2a)と、前記印刷部
2a(又は2b)とからなる磁気異方性パターンを付与
した。詳しくは、先ず軸材1 (SCM435H)をI
Q処理により焼入れしく焼入れ深さ10mm)、その後
、表面研摩し9次に印刷技術の一種であるシルクスクリ
ーンによりフェライト磁性体を含むインクで印刷した。
上記請求項1のトルクセンサ軸の製造方法である請求項
2の実施例を述べる。即ち、トルクセンサ軸lの表面に
かつその該軸方向に対し45度方向に該母材の磁気特性
と異なる磁気特性の粉末を含有するインクで印刷を行い
、該トルクセンサ軸表面にかつその該軸方向に対し45
度方向に、該母材表部2b(又は2a)と、前記印刷部
2a(又は2b)とからなる磁気異方性パターンを付与
した。詳しくは、先ず軸材1 (SCM435H)をI
Q処理により焼入れしく焼入れ深さ10mm)、その後
、表面研摩し9次に印刷技術の一種であるシルクスクリ
ーンによりフェライト磁性体を含むインクで印刷した。
尚、′s3図に図示するトルクセンサ軸の実施例につい
ては、印刷したインクの脱落を防止するため、前記印刷
工程が完了した後、樹脂コーテングしたものである。次
に請求項3のトルクセンサ軸の実施例は、これも第1図
及びその断面図である第2図を参照して説明すれば、ト
ルクセンサ軸1の表面にかつ軸方向に対し45度方向に
、該母材の磁気特性と異なる磁気特性の材質のメッキ部
2a(又は2b)と、該母材表部2b(又は2a)とか
らなる磁気異方性パターンを備えた構成である。これも
請求項1の実施例と同様。
ては、印刷したインクの脱落を防止するため、前記印刷
工程が完了した後、樹脂コーテングしたものである。次
に請求項3のトルクセンサ軸の実施例は、これも第1図
及びその断面図である第2図を参照して説明すれば、ト
ルクセンサ軸1の表面にかつ軸方向に対し45度方向に
、該母材の磁気特性と異なる磁気特性の材質のメッキ部
2a(又は2b)と、該母材表部2b(又は2a)とか
らなる磁気異方性パターンを備えた構成である。これも
請求項1の実施例と同様。
勿論パターン角度は45度に限定する必要はない。尚、
メッキであるため、これの脱落の恐れはほぼないため、
第3図に図示するように、更にコーテングをする必要性
はほぼない。次に上記請求項3のトルクセンサ軸の製造
方法である請求項4の実施例を述べる。これは、第4図
に示すように。
メッキであるため、これの脱落の恐れはほぼないため、
第3図に図示するように、更にコーテングをする必要性
はほぼない。次に上記請求項3のトルクセンサ軸の製造
方法である請求項4の実施例を述べる。これは、第4図
に示すように。
トルクセンサ軸1を該母材の磁気特性と異なる磁気特性
の材質からなる無電解メッキ液6の中に浸漬し、これを
回転しつつ軸方向へ移動させ、がっレーザ発振機4から
のレーザビーム5によりレーザメッキを行い、該トルク
センサ軸1の表面にかつその該軸方向に対し45度方向
に、該母材表部2bと、前記メッキ部2aとからなる磁
気異方性パターンを付与したものである。この無電解メ
ッキ液6の成分は、トルクセンサ軸1の軸材に対し、磁
歪特性の異なる物又は電気伝導度が高いものがよい。つ
まり磁歪特性の場合、母材表部に磁束を流すか、または
メッキ部に磁束を流すがの基準によって無電解メッキ液
の成分を選択する必要がある。前者の場合、無電解メッ
キ液の成分は。
の材質からなる無電解メッキ液6の中に浸漬し、これを
回転しつつ軸方向へ移動させ、がっレーザ発振機4から
のレーザビーム5によりレーザメッキを行い、該トルク
センサ軸1の表面にかつその該軸方向に対し45度方向
に、該母材表部2bと、前記メッキ部2aとからなる磁
気異方性パターンを付与したものである。この無電解メ
ッキ液6の成分は、トルクセンサ軸1の軸材に対し、磁
歪特性の異なる物又は電気伝導度が高いものがよい。つ
まり磁歪特性の場合、母材表部に磁束を流すか、または
メッキ部に磁束を流すがの基準によって無電解メッキ液
の成分を選択する必要がある。前者の場合、無電解メッ
キ液の成分は。
軸母材の透磁率よりも低透磁率材を選ぶ。逆に後者の場
合、無電解メッキ液の成分は、軸母材の透磁率よりも高
透磁率材を選ぶ。具体的には、FeNi、Co、Sm、
Ce、Cr、Se等の中から上記基準に基づき適宜選択
することになる。他方電気伝導度が高いものについては
、Cu、AQAg、Au等の中から適宜選択することに
なる。尚9本発明における印刷インク及びメッキの厚さ
については、トルク検出時の交番磁界の印加を考慮すれ
ば9表皮効果による磁束浸透深さδ(δ=1/ π・μ
・σ・ 、透磁率μ、電気伝導度σ1周波数f)を目安
にするのがよい。上記実施例では、任意パターンの磁気
異方性を備えたトルクセンサ軸を高精度に、かつ、再現
性よく製造できる。又トルク検出は良好であった。
合、無電解メッキ液の成分は、軸母材の透磁率よりも高
透磁率材を選ぶ。具体的には、FeNi、Co、Sm、
Ce、Cr、Se等の中から上記基準に基づき適宜選択
することになる。他方電気伝導度が高いものについては
、Cu、AQAg、Au等の中から適宜選択することに
なる。尚9本発明における印刷インク及びメッキの厚さ
については、トルク検出時の交番磁界の印加を考慮すれ
ば9表皮効果による磁束浸透深さδ(δ=1/ π・μ
・σ・ 、透磁率μ、電気伝導度σ1周波数f)を目安
にするのがよい。上記実施例では、任意パターンの磁気
異方性を備えたトルクセンサ軸を高精度に、かつ、再現
性よく製造できる。又トルク検出は良好であった。
[発明の効果コ
以上説明したように9本発明のトルクセンサ軸によれば
、任意パターンの磁気異方性を備えたトルクセンサ軸を
提供することができる。しかも本発明のトルクセンサ軸
の磁気異方性付与方法によれば、任意パターンの磁気異
方性を備えたトルクセンサ軸を高精度に、かつ、再現性
よく製造することができる。
、任意パターンの磁気異方性を備えたトルクセンサ軸を
提供することができる。しかも本発明のトルクセンサ軸
の磁気異方性付与方法によれば、任意パターンの磁気異
方性を備えたトルクセンサ軸を高精度に、かつ、再現性
よく製造することができる。
第1図・・・本発明に係わるトルクセンサ軸の模式外観
図 第2図・・・本発明に係わるトルクセンサ軸の第1実施
例の断面図 第3図・・・本発明に係わるトルクセンサ軸の他の実施
例の断面図 第4図・・・本発明に係わるトルクセンサ軸の磁気異方
性付与方法の説明図 第5図・・・従来のトルクセンサ軸の模式外観図1・・
・トルクセンサ軸 θ・・・磁気異方性の角度 2a、2b・・・磁気異方性パターン 5・・・高エネルギービーム 6・・・無電解メッキ液
図 第2図・・・本発明に係わるトルクセンサ軸の第1実施
例の断面図 第3図・・・本発明に係わるトルクセンサ軸の他の実施
例の断面図 第4図・・・本発明に係わるトルクセンサ軸の磁気異方
性付与方法の説明図 第5図・・・従来のトルクセンサ軸の模式外観図1・・
・トルクセンサ軸 θ・・・磁気異方性の角度 2a、2b・・・磁気異方性パターン 5・・・高エネルギービーム 6・・・無電解メッキ液
Claims (4)
- (1)トルクセンサ軸1において、その表面にかつ軸方
向に対し所定の角度θに、該母材の磁気特性と異なる磁
気特性の粉末を含むインクでなる印刷部2aと、該母材
表部2bとからなる磁気異方性パターンを備えた構成を
特徴とするトルクセンサ軸。 - (2)トルクセンサ軸1の磁気異方性付与方法において
、トルクセンサ軸1の表面にかつその該軸方向に対し所
定の角度θに該母材の磁気特性と異なる磁気特性の粉末
を含むるインクで印刷を行い、該トルクセンサ軸1の表
面にかつその該軸方向に対し所定の角度θに、該母材表
部2bと、前記印刷部2aとからなる磁気異方性パター
ンを付与したことを特徴とするトルクセンサ軸の磁気異
方性付与方法。 - (3)トルクセンサ軸1において、その表面にかつ軸方
向に対し所定の角度θに、該母材の磁気特性と異なる磁
気特性の材質のメッキ部2aと、該母材表部2bとから
なる磁気異方性パターンを備えた構成を特徴とするトル
クセンサ軸。 - (4)トルクセンサ軸1の磁気異方性付与方法において
、トルクセンサ軸1の母材の磁気特性と異なる磁気特性
の材質からなる無電解メッキ液6の中で、該トルクセン
サ軸1の表面にかつその該軸方向に対し所定の角度θに
、高エネルギービーム5によりメッキを行い、該トルク
センサ軸1の表面にかつその該軸方向に対し所定の角度
θに、該母材表部2bと、前記メッキ部2aとからなる
磁気異方性パターンを付与したことを特徴とするトルク
センサ軸の磁気異方性付与方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21820589A JPH0381629A (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | トルクセンサ軸及びその磁気異方性付与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21820589A JPH0381629A (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | トルクセンサ軸及びその磁気異方性付与方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0381629A true JPH0381629A (ja) | 1991-04-08 |
Family
ID=16716270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21820589A Pending JPH0381629A (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | トルクセンサ軸及びその磁気異方性付与方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0381629A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7363827B2 (en) | 2005-10-21 | 2008-04-29 | Stoneridge Control Devices, Inc. | Torque sensor system including an elliptically magnetized shaft |
US7469604B2 (en) | 2005-10-21 | 2008-12-30 | Stoneridge Control Devices, Inc. | Sensor system including a magnetized shaft |
-
1989
- 1989-08-24 JP JP21820589A patent/JPH0381629A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7363827B2 (en) | 2005-10-21 | 2008-04-29 | Stoneridge Control Devices, Inc. | Torque sensor system including an elliptically magnetized shaft |
US7469604B2 (en) | 2005-10-21 | 2008-12-30 | Stoneridge Control Devices, Inc. | Sensor system including a magnetized shaft |
US7895906B2 (en) | 2005-10-21 | 2011-03-01 | Stoneridge Control Devices, Inc. | Sensor system including a magnetized shaft |
US8001850B2 (en) | 2005-10-21 | 2011-08-23 | Stoneridge Control Devices, Inc. | Sensor system including a magnetized shaft |
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