JPH04359126A - 磁歪式トルクセンサの検査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁歪式トルクセンサの検
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トルク伝達軸に印加されるトルクの大き
さを検出する手段として、図７に示されるようなアンプ
組み込み型の磁歪式トルクセンサが知られている。この
図７において、１はトルク伝達軸であり、その外周面に
は、互いに逆方向に傾斜した一対の磁気異方性部２、３
が形成されている。磁気異方性部２、３の周囲には励磁
コイル４と一対の検出コイル５、６とが設けられ、励磁
コイル４は交流励磁電源７に接続されている。各検出コ
イル５、６にはバッフアアンプ８、９および整流回路１
０、１１がそれぞれ接続されて、検出交流出力を直流信
号に変換可能とされている。Ｒ１、Ｒ２は検出抵抗であ
る。両整流回路１０、１１の出力側は減算回路１２に接
続され、両者の差を求めることで、軸１に作用するトル
クの大きさを演算可能とされている。１３はフィルタ回
路、１４は出力端子である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような磁歪式トル
クセンサが故障すると、軸に印加されているトルクの大
きさに対応しない出力が現れたり、定格出力以上の出力
が現れるなどの誤動作が生じるおそれがある。しかし、
公知の磁歪式トルクセンサでは、故障により誤動作が生
じているのか否かの判定が困難であり、また故障である
と認められてもその故障箇所を特定することが困難であ
るという問題点がある。

【０００４】そこで本発明はこのような問題点を解決し
、磁歪式トルクセンサにおける故障の有無および故障箇
所を容易に検査できるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、トルク伝達軸の外周面に形成された一対の磁
気異方性部と、これら磁気異方性部に対応してそれぞれ
設けられるとともに、前記トルク伝達軸に印加されるト
ルクの大小に応じた交流信号を出力可能な一対の検出コ
イルと、各検出コイルに対応してそれぞれ設けられる一
対の信号処理部を有するとともに、各信号処理部からの
出力の差をとることで前記トルクの大きさを演算する演
算部を有した信号処理回路とを備えた磁歪式トルクセン
サにおいて、前記信号処理回路における一方の信号処理
部と他方の信号処理部との間にアンバランスを発生させ
る手段を設けて、このアンバランス発生手段を動作させ
たときにおける信号処理回路の出力信号から、この信号
処理回路の機能を検査できるようにしたものである。

【０００６】

【作用】このような構成において、アンバランス発生手
段を動作させると、もし信号処理回路の機能が正常であ
れば、このアンバランスに応じたセンサ出力信号が現れ
ることになる。ところが信号処理回路の機能に異常が生
じた場合には、このようなアンバランスに応じたセンサ
信号が現れないため、この信号処理回路が故障している
ことが検知される。

【０００７】

【実施例】図７に示される従来のアンプ組み込み型の磁
歪式トルクセンサにおいて、励磁電源７による励磁周波
数が１０〜５０　ｋＨｚの場合には、検出コイル５、６
のインピーダンス変化を無視できるようにするために、
検出抵抗Ｒ１、Ｒ２を１０〜２０　ｋΩ以上にしなけれ
ばならない。また、通常の磁歪式トルクセンサにおいて
は、軸１に定格トルクを印加したときに、図７に示され
る検出コイル５、６の出力　ｖ１０、ｖ２０　の振幅変
化率は、１％程度の値となる。

【０００８】このような前提のもとで、以下、本発明の
実施例について説明する。なお、図７に示した部材と同
一の部材には、同一の参照番号を付す。図１は、本発明
の第１実施例を示す。ここでは、一方の検出コイル５と
　ＧＮＤ１５との間に、検査用抵抗Ｒｃが設けられてい
る。また、この検査用抵抗Ｒｃの両端には信号線１６、
１７が接続され、これら信号線１６、１７は、端子１８
、１９を介して、常閉の検査用スイッチ２０に接続され
ている。

【０００９】検査用抵抗Ｒｃは、検査用スイッチ２０に
よって通常はその両端が短絡されており、この検査用ス
イッチ２０を開いたときのみ機能するようにされている
。また、検査用抵抗Ｒｃは、これを機能させたときに、
定格トルク印加時と同等の出力が一方の検出コイル５側
の検出部に生じるように、検出抵抗Ｒ１の１％程度の値
（１００〜２００Ω）　に設定されている。

【００１０】このような構成によれば、通常は検査用ス
イッチ２０が閉じられており、検査用抵抗Ｒｃは機能し
ないので、両検出コイル５、６の出力から、軸１に印加
されるトルクの大きさが求められる。

【００１１】検査を行うときには、軸１にトルクが印加
していない状況のもとで、検査用スイッチ２０を開く。 すると検査用抵抗Ｒｃが機能して信号処理回路にアンバ
ランスが生じることになるため、各回路素子にて構成さ
れる信号処理回路に異常がない場合には、それに応じた
出力が端子１４に現れる。もし所期の出力が現れない場
合には、信号処理回路に何らかの故障が生じていると判
断できる。

【００１２】図１の構成によれば、一方の信号線１７は
　ＧＮＤ線として機能するものであり、図示の信号処理
回路のための　ＧＮＤと共用可能であるため、実際上は
信号線１６一本ですむ利点がある。また、検査用抵抗Ｒ
ｃに現れる電圧ｖ１１　は検出コイル５の出力ｖ１０に
比べて１％程度と小さいため、出力　ｖ１０に１０〜５
０　ｋＨｚの交流電圧が現れるにもかかわらず、信号線
１６と　ＧＮＤとの間の容量に変化があっても、検査の
精度に悪影響を及ぼさない利点がある。さらに検査用抵
抗Ｒｃは検出抵抗Ｒ１の１％程度の値しか有しないため
、信号処理回路に対する絶縁抵抗の良否をあまり考慮し
なくてよい利点もある。

【００１３】図２は本発明の第２実施例を示し、これは
図１の実施例の変形例を構成する。すなわち図２におい
ては、検出コイル５の側のみならず、検出コイル６の側
にも検査用抵抗Ｒｃが設けられている。このような構成
によれば、検査用スイッチ２０として常開のものを使用
することができ、このスイッチ２０を閉じることで信号
処理回路にアンバランスを生じさせることができる。

【００１４】図３は、本発明の第３実施例を示す。ここ
では、検出抵抗Ｒ１と　ＧＮＤ１５との間に検査用抵抗
Ｒｃが設けられている。検査用スイッチ２０には、常閉
スイッチが用いられている。また、検出コイル５、６と
検出抵抗Ｒ１、Ｒ２との間には、分圧抵抗Ｒｘ、Ｒｙが
それぞれ設けられている。両検出抵抗Ｒ１、Ｒ２は互い
に等しい値に設定され、また両分圧抵抗Ｒｘ、Ｒｙも互
いに等しい値に設定されている。検査用抵抗Ｒｃは、先
の実施例の場合と同様に、これが機能したときに定格ト
ルク印加時と同等の出力が一方の信号処理部に生じるよ
うに抵抗値が設定されるが、その値はＲｘ＝Ｒ１のとき
に最小となり、このとき抵抗Ｒ１の２％程度の値（２０
０〜４００　Ω）　となる。

【００１５】このような構成によれば、検査用スイッチ
２０が閉じて検査用抵抗Ｒｃの両端が短絡している場合
には、検出コイル５、６の出力　ｖ１０、　ｖ２０に対
し抵抗Ｒ１、Ｒｘの分圧比および抵抗Ｒ２、Ｒｙの分圧
比に応じた電圧　ｖ１２、　ｖ２２が、各抵抗Ｒ１、Ｒ
２の端子に現れる。そして、この電圧　ｖ１２、　ｖ２
２にもとづいて、軸１に印加されるトルクの大きさが求
められる。

【００１６】検査用スイッチ２０を開くと、分圧比に検
査用抵抗Ｒｃの値が影響を及ぼすことから、信号処理回
路にアンバランスが生じて電圧　ｖ１２が変化すること
になり、先の実施例の場合と同様に、信号処理回路にお
ける故障の有無が検査される。

【００１７】この図３の実施例によると、図１の場合と
同様に信号線１６は一本でよく、また検査用抵抗Ｒｃに
現れる電圧　ｖ１３も同様に小さいので、信号線１６と
　ＧＮＤとの間の容量変化が検査精度に悪影響を及ぼさ
ない利点もある。かつ検査用抵抗Ｒｃにつき、信号処理
回路に対する絶縁抵抗の良否をあまり考慮しなくてよい
という利点もある。ただし、分圧抵抗Ｒｘ、Ｒｙを設置
しなければならないという不利益がある。

【００１８】図４は、本発明の第４実施例を示す。この
第４実施例は、検出コイル５、６を含むセンサ部と、検
出抵抗Ｒ１、Ｒ２などを含む信号処理回路とを分離した
構成を示す。このような場合には、検査用の抵抗回路の
絶縁抵抗を高くする必要のない前述の図１および図３の
回路を応用すればよい。ここでは、図３の回路を応用し
たものを例示する。

【００１９】図５は、本発明の第５実施例を示す。ここ
では、図３の場合と同様に、検出抵抗Ｒ１、Ｒ２にそれ
ぞれ分圧抵抗Ｒｘ、Ｒｙが接続されている。そして、検
出抵抗Ｒ１の両端から信号線１６、１７が引き出され、
端子１８、１９に導かれている。端子１８、１９には、
図示の信号処理回路の外部において、常開の検査用スイ
ッチ２０と、検査用抵抗Ｒｃとが直列に接続されている
。

【００２０】検査用抵抗Ｒｃは、検査用スイッチ２０が
閉じられたときに検出抵抗Ｒ１と並列接続されることに
なるが、軸１に定格トルクが印加されたときと同等の１
％程度のアンバランスを生じさせるためには、検出抵抗
Ｒ１の　１００倍程度の値、すなわち１〜２ＭΩ程度と
なる必要がある。このため、電源や　ＧＮＤや信号処理
回路における他の信号などに対し、信号線１６、１７や
検査用スイッチ２０や検査用抵抗Ｒｃの絶縁抵抗を高く
保つ必要がある。さもなければ検査精度が低下する可能
性がある。

【００２１】検出抵抗Ｒ１の端子には分圧比に応じた比
較的高い電圧　ｖ１２が現れることになり、またこの電
圧　ｖ１２は１０〜５０　ｋＨｚの程度の交流信号であ
るため、信号線１６と　ＧＮＤとの間の容量が変化する
と、検出抵抗Ｒ１が変化したことと等価になり、トルク
センサの零点が変化するおそれがある。したがって、信
号線１６、１７に、容量変化の小さいフッ化樹脂などの
絶縁体を使用したケーブルや、同軸ケーブルなどを使用
する必要があり、特殊なものになってしまうおそれがあ
る。ただし、信号線１７はＧＮＤに接続すればよいため
、実質的には信号線１６一本で足りる。

【００２２】分圧抵抗Ｒｘ、Ｒｙの設置が必要となる点
は、図３の場合と同様である。

【００２３】図６は、本発明の第６実施例を示す。ここ
では、検出コイル５と検出抵抗Ｒ１との間に検査用抵抗
Ｒｃが直列に接続されている。検査用スイッチ２０には
、常閉のものが使用される。この場合にも、検査用抵抗
Ｒｃは、検出抵抗Ｒ１の１％程度の値（１００〜２００
　Ω）　に設定される。

【００２４】この実施例の場合には、検査用抵抗Ｒｃの
両端には比較的高い電圧　ｖ１０、　ｖ１４が発生し、
しかも１０〜５０　ｋＨｚの程度の交流信号であるため
、図５の場合と同様に信号線１６、１７に特殊なものが
必要となる。また、いずれの信号線１６、１７も　ＧＮ
Ｄに接続されないため、実質的に二本の信号線が必要に
なる。さらに、電圧ｖ１０、　ｖ１４が比較的大きな値
を示すため、この実施例の場合にも信号処理回路の絶縁
抵抗を高く保つ必要がある。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、信号
処理回路における一方の信号処理部と他方の信号処理部
との間にアンバランスを発生させる手段を設けて、この
アンバランス発生手段を動作させたときにおける信号処
理回路の出力信号から、この信号処理回路の機能を検査
できるようにしたため、磁歪式トルクセンサの信号処理
回路の信頼性を向上させることができ、また故障部分か
存在する場合にはその特定が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁歪式トルクセンサの検査装置の第１
実施例を示す回路図である。

【図２】本発明の磁歪式トルクセンサの検査装置の第２
実施例を示す回路図である。

【図３】本発明の磁歪式トルクセンサの検査装置の第３
実施例を示す回路図である。

【図４】本発明の磁歪式トルクセンサの検査装置の第４
実施例を示す回路図である。

【図５】本発明の磁歪式トルクセンサの検査装置の第５
実施例を示す回路図である。

【図６】本発明の磁歪式トルクセンサの検査装置の第６
実施例を示す回路図である。

【図７】従来の磁歪式トルクセンサの回路図である。

【符号の説明】

１　　　　トルク伝達軸 ２　　　　磁気異方性部 ３　　　　磁気異方性部 ５　　　　検出コイル ６　　　　検出コイル ２０　　　　検査用スイッチ Ｒ１　　　　検出抵抗 Ｒ２　　　　検出抵抗 Ｒｃ　　　　検査用抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トルク伝達軸の外周面に形成された一
   対の磁気異方性部と、これら磁気異方性部に対応してそ
   れぞれ設けられるとともに、前記トルク伝達軸に印加さ
   れるトルクの大小に応じた交流信号を出力可能な一対の
   検出コイルと、各検出コイルに対応してそれぞれ設けら
   れる一対の信号処理部を有するとともに、各信号処理部
   からの出力の差をとることで前記トルクの大きさを演算
   する演算部を有した信号処理回路とを備えた磁歪式トル
   クセンサにおいて、前記信号処理回路における一方の信
   号処理部と他方の信号処理部との間にアンバランスを発
   生させる手段を設けて、このアンバランス発生手段を動
   作させたときにおける信号処理回路の出力信号から、こ
   の信号処理回路の機能を検査できるようにしたことを特
   徴とする磁歪式トルクセンサの検査装置。