JPH0442016A - Displacement sensor - Google Patents

Displacement sensor

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JPH0442016A
JPH0442016A JP14860890A JP14860890A JPH0442016A JP H0442016 A JPH0442016 A JP H0442016A JP 14860890 A JP14860890 A JP 14860890A JP 14860890 A JP14860890 A JP 14860890A JP H0442016 A JPH0442016 A JP H0442016A
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JP
Japan
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core
magnetic
sleeve
conductor
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP14860890A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyoshi Kawasaki
川崎 勝義
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0442016A publication Critical patent/JPH0442016A/en
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve detecting capability with a simple constitution without the large increase of the cost by arranging a nonmagnetic member which is a conductor and a magnetic conductor in the advancing and backing directions, and constituting a core. CONSTITUTION:A cylindrical sleeve 7 whose relative displacement in the axial direction and the turning direction is free is coupled to an input shaft 2. The sleeve 7 has a flange part (core) 7c which is continued in the circumferential direction. Both surfaces of the core 7c which face the advancing and backing directions of the sleeve 7 of a nonmagnetic ring 10 that is a conductor are held by magnetic rings 11a and 12. The permeability of the nonmagnetic body is similar to that of air and smaller that the permeability of the magnetic body. Meanwhile, when the magnetic flux is intersected with the conductor, an eddy current flows so as to hinder the change in magnetic flux. Therefore, the nonmagnetic ring that is the conductor has the property which is hard to pass the magnetic flux more than the degree of the air. In this way, the changing width of the outputs of receiving coils L2 and L3 with the advance and backing of the core 7c becomes larger in comparison with the case wherein the core 7 is formed of only one magnetic body.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、部材間の相対変位を測定する変位センサに
関し、特に、部材間の相対変位に応じて発振コイル及び
受信コイルの内側でコアを進退させ、その時の受信コイ
ルの出力に基づいて部材間の相対変位を求める変位セン
サにおいて、検出能力の向上を図ったものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a displacement sensor that measures relative displacement between members, and in particular, a displacement sensor that measures a core inside an oscillating coil and a receiving coil in accordance with relative displacement between members. This is a displacement sensor that measures the relative displacement between members based on the output of a receiving coil when moving back and forth, with improved detection ability.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の変位センサとして、例えば第10図に示すような
ものがある。
As a conventional displacement sensor, there is one shown in FIG. 10, for example.

これは、いわゆる差動トランス式の変位センサであって
、一つの発振コイル(1次コイル)L+を、二つの受信
コイル(2次コイル)Lz、Lsで挟み込むように同軸
に配置するとともに、それら発振コイルLI及び受信コ
イルLz、L、の内側に鉄等の磁性体からなるコアCを
進退自在に配置したものであり、コイルし、〜L、と、
コアCとを、相対変位が生じる別々の部材(図示せず)
に固定する。
This is a so-called differential transformer type displacement sensor, in which one oscillating coil (primary coil) L+ is coaxially arranged so as to be sandwiched between two receiving coils (secondary coils) Lz and Ls. A core C made of a magnetic material such as iron is placed inside the oscillating coil LI and the receiving coils Lz, L, so that it can move forward and backward, and the core C is coiled and ~L.
The core C is a separate member (not shown) in which relative displacement occurs.
Fixed to.

そして、発振コイルL1に所定周波数の交流電流を供給
すると、受信コイルLx及びり、には、それらの相互イ
ンダクタンスに応じた起電力が発生するが、受信コイル
L2及びL3を同一規格とすれば、それらの相互インダ
クタンスは、発振コイルL+ との電磁結合度、即ち、
コアCの進退位置によって決まる。
When an alternating current of a predetermined frequency is supplied to the oscillating coil L1, an electromotive force is generated in the receiving coils Lx and Lx according to their mutual inductance, but if the receiving coils L2 and L3 are of the same standard, Their mutual inductance is the degree of electromagnetic coupling with the oscillation coil L+, that is,
It is determined by the advancing and retreating position of core C.

つまり、コアCが第1O図に示すような中立位置にあれ
ば、発振コイルL1及び受信コイルL2の相互インダク
タンスと、発振コイルし1及び受信コイルL3の相互イ
ンダクタンスとは等しいから、受信コイルL2及びL3
に発生する起電力には差が住しない。
In other words, if the core C is in the neutral position as shown in FIG. L3
There is no difference in the electromotive force generated.

しかし、コアCが第10図の状態から例えば図中右方に
移動すると、空気は鉄等の磁性体に比べて透磁率が小さ
いので、発振コイルLI及び受信コイルL2の相互イン
ダクタンスは減少し、発振コイルL+及び受信コイルし
3の相互インダクタンスは増大するため、受信コイルL
2及びり、に発生する起電力に差が生じ、その起電力の
差は、コアCの変位の方向及び量に応じて決まる。
However, when the core C moves from the state shown in FIG. 10 to the right in the figure, for example, since air has a lower magnetic permeability than magnetic materials such as iron, the mutual inductance between the oscillating coil LI and the receiving coil L2 decreases. Since the mutual inductance between the oscillating coil L+ and the receiving coil 3 increases, the receiving coil L
There is a difference in the electromotive force generated between the two and the two, and the difference in the electromotive force is determined depending on the direction and amount of displacement of the core C.

従って、受信コイルL2及びL3の出力の差に基づいて
、コアCの変位の方向及び量、即ち、コイルし1〜L、
が固定された部材と、コアCが固定された部材との間の
相対変位が求められる。
Therefore, based on the difference between the outputs of the receiving coils L2 and L3, the direction and amount of displacement of the core C, i.e., coils 1 to L,
The relative displacement between the member to which C is fixed and the member to which core C is fixed is determined.

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、コアCを支持する部材も鉄等の磁性体で
あることが多いし、また、磁性体でない場合は空気を利
用することになるため、上記のような従来の変位センサ
では、コアCの変位に対する相互インダクタンスの変化
は小さく、従って、変位センサの検出能力が低い(測定
できる範囲が狭い、出力の精度が低い等)という問題点
がある。
[Problem to be solved by the invention] However, the member supporting the core C is often made of a magnetic material such as iron, and if it is not a magnetic material, air is used. Conventional displacement sensors have a problem in that the change in mutual inductance with respect to the displacement of the core C is small, and therefore the detection ability of the displacement sensor is low (measurable range is narrow, output accuracy is low, etc.).

この発明は、このような従来の技術が有する未解決の課
題に着目してなされたものであり、大幅なコスト上昇を
招くことなく、簡易な構成で、検出能力が向上する変位
センサを提供することを目的としている。
This invention has been made by focusing on the unresolved problems of the conventional technology, and aims to provide a displacement sensor with a simple configuration and improved detection ability without causing a significant increase in cost. The purpose is to

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明は、発振コイル及び
受信コイルの内側に進退自在にコアを配置し、前記受信
コイルの出力に基づいて、前記発振コイル及び受信コイ
ルを支持する部材と、前記コアを支持する部材との間の
相対変位を測定する変位センサにおいて、導電体で且つ
非磁性体の部材と、磁性体の部材とを、前記進退方向に
並べて前記コアを構成した。
In order to achieve the above object, the present invention provides a member for supporting the oscillating coil and the receiving coil based on the output of the receiving coil; In a displacement sensor that measures relative displacement between a core and a member supporting the core, the core is constructed by arranging a conductive non-magnetic member and a magnetic member in the forward and backward direction.

〔作用〕[Effect]

非磁性体の透磁率は、空気と同程度であり、磁性体の透
磁率に比べて小さい。
The magnetic permeability of non-magnetic materials is comparable to that of air, and is smaller than that of magnetic materials.

一方、導電体に磁束が鎖交すると、その磁束の変化を妨
げるようにうず電流が流れる。
On the other hand, when magnetic flux interlinks with a conductor, eddy current flows to prevent changes in the magnetic flux.

従って、導電体で且つ非磁性体の部材は、空気よりも更
に磁束を通し難い性質を有していることになる。
Therefore, a conductive and non-magnetic member has properties that allow magnetic flux to pass through it more easily than air.

よって、本発明のように、導電体で且つ非磁性体の部材
と磁性体の部材とを進退方向に並べてコアを構成すると
、コアの進退に伴う発振コイル及び受信コイルの相互イ
ンダクタンスの変化、即ち、コアの進退に伴う受信コイ
ルの出力の変化幅は、磁性体のみからコアを構成した場
合に比べて大きなものとなる。
Therefore, when a core is constructed by arranging conductive and non-magnetic members and magnetic members in the advancing and retreating direction as in the present invention, the mutual inductance of the oscillating coil and the receiving coil changes as the core advances and retreats, i.e. The range of change in the output of the receiving coil as the core moves back and forth is larger than when the core is made of only magnetic material.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図乃至第9図は、本発明の一実施例を示す図であり
、これは、本発明に係る変位センサを、車両用の電動パ
ワーステアリング装置に適用した例である。
1 to 9 are diagrams showing one embodiment of the present invention, and this is an example in which a displacement sensor according to the present invention is applied to an electric power steering device for a vehicle.

先ず、構成を説明すると、第1図において、ハウジング
l内には、トーションバー4を介して連結された入力軸
2及び出力軸3が、軸受5a、5b及び5cによって回
動自在に支持されている。
First, to explain the configuration, in FIG. 1, in a housing l, an input shaft 2 and an output shaft 3 connected via a torsion bar 4 are rotatably supported by bearings 5a, 5b, and 5c. There is.

但し、入力軸2.出力軸3及びトーションバー4は、同
軸に配置されている。
However, input shaft 2. The output shaft 3 and the torsion bar 4 are coaxially arranged.

人力軸2の図示しない第1図右端側には、ステアリング
ホイールが回動方向に一体に取り付けられており、また
、出力軸3の第1図左端側には、例えば公知のラックピ
ニオン式ステアリング装置を構成するピニオン軸が連結
されている。
A steering wheel is integrally attached to the right end side of the human power shaft 2 in the rotation direction in FIG. 1 (not shown), and a steering wheel is integrally attached to the left end side of the output shaft 3 in FIG. The pinion shafts that constitute the are connected.

従って、操縦者がステアリングホイールを操舵すること
によって発生した操舵力は、入力軸2゜トーシゴ”Jバ
ー4. 出力111B3及びランクピニオン式ステアリ
ング装置を介して、図示しない転舵輪に伝達する。
Therefore, the steering force generated by the operator steering the steering wheel is transmitted to the steered wheels (not shown) via the input shaft 2°, the output 111B3, and the rank and pinion type steering device.

また、入力軸2の左端部の外周面には軸方向に連続した
突条部2aが形成され、この突条部2aは、出力軸3の
右端部に形成され且っ突条部2aよりも幅広の縦溝3a
に挿入されていて、これにより、入力軸2及び出力軸3
間の所定範囲(±5度程度)以上の相対回動を防止して
いる。
Further, an axially continuous protrusion 2a is formed on the outer peripheral surface of the left end of the input shaft 2, and the protrusion 2a is formed on the right end of the output shaft 3 and is longer than the protrusion 2a. Wide vertical groove 3a
is inserted into the input shaft 2 and output shaft 3.
Relative rotation beyond a predetermined range (approximately ±5 degrees) between the two is prevented.

そして、出力軸3には、出力軸3と同軸且つ一体に回動
する歯車6が外嵌し、この歯車6は、図示しない歯車列
等を介して、ハウジング1の周囲に配設された図示しな
い電動モータの出力軸に連結されている。
A gear 6 that rotates coaxially and integrally with the output shaft 3 is externally fitted onto the output shaft 3. Not connected to the output shaft of the electric motor.

さらに、入力軸2には、入力軸2に対して軸方向及び回
動方向への相対変位が自在な円筒形のスリーブ7が外嵌
していて、このスリーブ7の左端部に形成された縦溝7
aには、出力軸3の右端部に圧入され且つ径方向外側に
突出したピン3bの外端が挿入されている。
Furthermore, a cylindrical sleeve 7 that is movable relative to the input shaft 2 in the axial and rotational directions is fitted onto the input shaft 2, and a vertical sleeve 7 formed at the left end of the sleeve 7 is fitted on the input shaft 2. Groove 7
The outer end of a pin 3b that is press-fitted into the right end of the output shaft 3 and protrudes radially outward is inserted into a.

従って、出力軸3及びスリーブ7は、回動方向には一体
であるが、軸方向には縦溝7aの長さの範囲において相
対変位が可能である。
Therefore, the output shaft 3 and the sleeve 7 are integral in the rotational direction, but can be relatively displaced in the axial direction within the length range of the vertical groove 7a.

スリーブ7は、スプリング8によって第1図右方に常時
付勢されていて、その内周面には、ボール9を転勤可能
に収納した孔7bが形成され、ボール9の一部分は、入
力軸2の外周面に形成された断面V字状の螺旋溝2bに
収まっている。
The sleeve 7 is always biased to the right in FIG. It is accommodated in a spiral groove 2b having a V-shaped cross section formed on the outer circumferential surface of.

マタ、スリーブ7は、周方向に連続したフランジ部7c
を有していて、このフランジ部7cは、導電体で且つ非
磁性体(例えば、アルミニウム)からなるリング10の
スリーブ7の進退方向を向く両面を、磁性体(例えば、
鉄)からなるリング11及び12で挟み込んで構成され
ている。
The sleeve 7 has a flange portion 7c that is continuous in the circumferential direction.
The flange portion 7c has both sides of the ring 10, which is made of a conductive and non-magnetic material (e.g. aluminum), facing the advancing and retracting direction of the sleeve 7, and is made of a magnetic material (e.g., aluminum).
It is sandwiched between rings 11 and 12 made of iron).

そして、ハウジング1の内周面には、フランジ部7cの
外周面を取り囲むように、一つの発振コイルL1及び二
つの受信コイルLt、Lxが、スリーブ7と同軸に設け
られていて、その発振コイルL、は、それら受信コイル
Lx及びり、に挟み込まれている。
One oscillating coil L1 and two receiving coils Lt, Lx are provided coaxially with the sleeve 7 on the inner circumferential surface of the housing 1 so as to surround the outer circumferential surface of the flange portion 7c. L is sandwiched between the receiving coils Lx and R.

さらに、ハウジングlには、スリーブ7の軸方向位置を
測定し、その測定結果を図示しないコントローラに供給
するための電子回路が構成されたセンサ本体15が固定
されている。
Further, a sensor main body 15 is fixed to the housing l, and includes an electronic circuit for measuring the axial position of the sleeve 7 and supplying the measurement results to a controller (not shown).

センサ本体15の測定結果が供給されたコントローラは
、その測定結果に基づいて、操舵系の操舵トルクを演算
し、その演算された操舵トルクに応じて上述した図示し
ない電動モータを駆動制御することにより、歯車6を介
して出力軸3に操舵補助トルクを発生させる。
The controller to which the measurement results of the sensor body 15 are supplied calculates the steering torque of the steering system based on the measurement results, and drives and controls the electric motor (not shown) described above according to the calculated steering torque. , generates steering assist torque on the output shaft 3 via the gear 6.

第2図は、センサ本体15内に構成される電子回路の一
例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of an electronic circuit configured within the sensor main body 15.

即ち、所定周波数の矩形波を発振する発振器16と、発
振コイルL1の両端部に印加される電圧を発振器16の
出力に同期して変化させて発振コイルし、に所定周波数
の交流電流を供給するドライバ17と、受信コイルL2
及びL3のそれぞれに発生した電圧の差を検出する差動
アンプ18と、この差動アンプ18の出力の絶対値を求
める絶対値回路19と、この絶対値回路19の出力を積
分する積分回路20と、この積分回路20の出力を増幅
して出力端子22に供給するオフセット・ゲイン調整回
路21と、を備えている。
That is, an oscillator 16 that oscillates a rectangular wave of a predetermined frequency, a voltage applied to both ends of the oscillation coil L1 is changed in synchronization with the output of the oscillator 16, and an alternating current of a predetermined frequency is supplied to the oscillator 16. Driver 17 and receiving coil L2
and L3, an absolute value circuit 19 that calculates the absolute value of the output of this differential amplifier 18, and an integrating circuit 20 that integrates the output of this absolute value circuit 19. and an offset/gain adjustment circuit 21 that amplifies the output of the integration circuit 20 and supplies it to an output terminal 22.

ここで、リング10の厚さを、発振コイルL。Here, the thickness of the ring 10 is the oscillation coil L.

及び受信コイルL、、L、の合計の軸方向距離と略等し
くするとともに、スリーブ7のフランジ部7cと、コイ
ルし1〜L、との位置関係を、スリーブ7が最も出力軸
3側に移動したときに、発振コイルL、の軸方向中心が
リング10の軸方向中心に対向(第3図(a)参照)し
、スリーブ7が進退可能な範囲の中点にあるときに、受
信コイルL2の軸方向中心がリング10及び11の境目
に対向(第3図(b)参照)し、スリーブ7が最も軸受
5a側に移動したときに、発振コイルL1及び受信コイ
ルLxの境目がリング10及び11の境目に対向(第3
図(C)参照)するように設定する。
and the receiving coils L, , L, and the positional relationship between the flange portion 7c of the sleeve 7 and the coils 1 to L, so that the sleeve 7 is moved closest to the output shaft 3 side. When this happens, the axial center of the oscillating coil L faces the axial center of the ring 10 (see FIG. 3(a)), and when the sleeve 7 is at the midpoint of the range in which it can move forward and backward, the receiving coil L2 When the axial center of the oscillating coil L1 and the receiving coil Lx face the boundary between the rings 10 and 11 (see FIG. 3(b)), and when the sleeve 7 moves furthest toward the bearing 5a, the boundary between the oscillating coil L1 and the receiving coil Lx faces the boundary between the rings 10 and 11 (see FIG. 3(b)). Facing the border of 11 (3rd
(see figure (C)).

次に、上記実施例の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

今、操舵系が直進状態にあり、操舵トルクが零であるも
のとすると、入力軸2及び出力軸3間には相対回転は生
じないから、出力軸3と一体に回転するスリーブ7と、
入力軸2との間にも相対回転は生じない。従って、ボー
ル9は、螺旋溝2b内の所定の位置に収まった状態を維
持するから、スリーブ7に進退力は発生しない。
Now, assuming that the steering system is in a straight-line state and the steering torque is zero, there is no relative rotation between the input shaft 2 and the output shaft 3, so the sleeve 7 rotates integrally with the output shaft 3.
No relative rotation occurs between the input shaft 2 and the input shaft 2, either. Therefore, since the ball 9 remains in a predetermined position within the spiral groove 2b, no advancing or retreating force is generated in the sleeve 7.

一方、ステアリングホイールを操舵して入力軸2に回転
力が生じると、その回転力は、トーションバー4を介し
て出力軸3に伝達する。
On the other hand, when a rotational force is generated on the input shaft 2 by steering the steering wheel, the rotational force is transmitted to the output shaft 3 via the torsion bar 4.

このとき、出力軸3には、転舵輪及び路面間の摩擦力や
出力軸3の図示しない左端側に構成されたラックピニオ
ン式ステアリング装置の摩擦力等に応じた抵抗力が生じ
るため、入力軸2及び出力軸3間には、トーションバー
4が捩じれることによって出力軸3が遅れる相対回動が
発生する。
At this time, a resistance force is generated on the output shaft 3 according to the frictional force between the steered wheels and the road surface, the frictional force of the rack and pinion type steering device configured on the left end side (not shown) of the output shaft 3, and so on. 2 and the output shaft 3, a relative rotation occurs between the output shaft 3 and the output shaft 3 due to the torsion bar 4 being twisted.

すると、出力軸3と回動方向に一体となったスリーブ7
にも入力軸2に対する相対回動が生じるが、スリーブ7
の内面の孔7bに収容されたボール9が、入力軸2の外
周面の螺旋溝2bに収まっているので、螺旋溝2bの傾
斜角度に従って、スリーブ7は軸方向に進退する。
Then, the sleeve 7 that is integrated with the output shaft 3 in the rotation direction
Also, relative rotation with respect to the input shaft 2 occurs, but the sleeve 7
Since the ball 9 accommodated in the hole 7b on the inner surface of the input shaft 2 is accommodated in the helical groove 2b on the outer peripheral surface of the input shaft 2, the sleeve 7 moves forward and backward in the axial direction according to the inclination angle of the helical groove 2b.

なお、ボール9と、螺旋溝2b、孔7bの内面との間に
は、ボール9が転勤できるように若干の隙間を持たせる
必要があるが、スプリング8がスリーブ7を一方向に付
勢しているので、その隙間によるスリーブ7のがたつき
は防止される。
Note that it is necessary to provide a slight gap between the ball 9, the spiral groove 2b, and the inner surface of the hole 7b so that the ball 9 can move, but the spring 8 biases the sleeve 7 in one direction. Therefore, the sleeve 7 is prevented from wobbling due to the gap.

ここで、例えば、左回転方向操舵時に発生する操舵トル
クが最大であるときに、第3図(a)に示したようにス
リーブ7が最も出力軸3側に変位し、右回転方向操舵時
に発生する揉舵トルクが最大であるときに、第3図(C
)に示したようにスリーブ7が最も軸受5a側に変位し
、そして、操舵トルクが零であるときに、第3図(b)
に示したようにスリーブ7が中立位置に変位するように
する。
Here, for example, when the steering torque generated during left rotation direction steering is maximum, the sleeve 7 is displaced most toward the output shaft 3 side as shown in FIG. Figure 3 (C
), when the sleeve 7 is displaced most toward the bearing 5a and the steering torque is zero, as shown in FIG. 3(b).
The sleeve 7 is moved to the neutral position as shown in FIG.

そして、発振器16及びドライバ17によって発振コイ
ルL1に第4図に示すような交流電流を供給すると、受
信コイルL2及びり、には、発振コイルL、に対するそ
れぞれの相互インダクタンスに応じた電圧が発生するが
、受信コイルL2及びL3を同一規格にすれば、それら
相互インダクタンスは、周囲の状況、つまり、フランジ
部7cの軸方向位置によって決まる。
Then, when the oscillator 16 and the driver 17 supply the oscillating coil L1 with an alternating current as shown in FIG. However, if the receiving coils L2 and L3 are of the same standard, their mutual inductance will be determined by the surrounding situation, that is, the axial position of the flange portion 7c.

即ち、第3図(a)の状態では、発振コイルL、及び受
信コイルL2の相互インダクタンスと、発振コイルL1
及び受信コイルし、の相互インダクタンスとは等しいた
め、第5図(a)に示す受信コイルLtの出力波形と第
6図(a)に示す受信コイルし。
That is, in the state shown in FIG. 3(a), the mutual inductance between the oscillating coil L and the receiving coil L2, and the oscillating coil L1
Since the mutual inductance of the receiving coil Lt and the receiving coil Lt are equal, the output waveform of the receiving coil Lt shown in FIG. 5(a) and the receiving coil Lt shown in FIG. 6(a).

の出力波形とは等しく、よって、差動アンプ18の出力
は、第7図(a)に示すように零である。
Therefore, the output of the differential amplifier 18 is zero as shown in FIG. 7(a).

従って、第8図(a)に示す絶対値回路19の出力も零
となり、出力端子22に表れる出力も、第9図(a)に
示すように零である。
Therefore, the output of the absolute value circuit 19 shown in FIG. 8(a) is also zero, and the output appearing at the output terminal 22 is also zero as shown in FIG. 9(a).

また、第3回出)の状態では、透磁率が大きい磁性体か
らなるリング11が受信コイルL2の内側に入り込むと
ともに、透磁率が小さい非磁性体からなるリング】0の
右端部が受信コイルし、の開口側から張り出しているか
ら、発振コイルし、及び受信コイルLtの!磁結合度は
大きくなり、それらの相互インダクタンスは増大し、発
振コイルLl及び受信コイルし、の電磁結合度は小さく
なり、それらの相互インダクタンスは減少する。
In addition, in the state shown in Part 3), the ring 11 made of a magnetic material with high magnetic permeability enters inside the receiving coil L2, and the right end of the ring 11 made of a non-magnetic material with low magnetic permeability becomes the receiving coil. , since it protrudes from the opening side of , the oscillating coil and the receiving coil Lt! The degree of magnetic coupling increases and their mutual inductance increases, and the degree of electromagnetic coupling between the oscillating coil L1 and the receiving coil decreases and their mutual inductance decreases.

すると、第5図(ハ)に示すように受信コイルL2の出
力波形は大きくなり、第6図(b)に示すように受信コ
イルし、の出力波形は小さくなり、第7図Φ)に示すよ
うにそれら出力波形に差が生じる。
Then, the output waveform of the receiving coil L2 becomes large as shown in Fig. 5 (c), and the output waveform of the receiving coil L2 becomes small as shown in Fig. 7 (b), and as shown in Fig. 7 Φ). There is a difference in their output waveforms.

よって、その出力波形の差の絶対値が絶対値回路19で
求められ、それが積分回路20で積分された後にオフセ
ット・ゲイン調整回路21で増幅され、出力端子22に
は、第9図(ハ)に示すように、中程度の出力が表れる
Therefore, the absolute value of the difference between the output waveforms is determined by the absolute value circuit 19, and after being integrated by the integrating circuit 20, it is amplified by the offset/gain adjustment circuit 21. ), a moderate output appears.

そして、第3図(C)の状態であれば、発振コイルL、
及び受信コイルL2の相互インダクタンスは更に増大し
、発振コイルし、及び受信コイルし。
In the state shown in FIG. 3(C), the oscillation coil L,
The mutual inductance of the oscillating coil and the receiving coil increases further.

の相互インダクタンスは更に減少するから、第5図(C
)に示すように受信コイルし!の出力波形は更に大きく
、第6図(C)に示すように受信コイルし3の出力波形
は更に小さくなり、それら出力波形の差は、第7図(C
)に示すように更に大きくなる。
Since the mutual inductance of
) and the receiving coil as shown! The output waveform of receiver coil 3 is even larger, as shown in Figure 6 (C), and the output waveform of receiver coil 3 is even smaller, and the difference between these output waveforms is as shown in Figure 7 (C).
), it becomes even larger.

従って、出力端子22には、第9図(C)に示すように
、大きな出力が表れる。
Therefore, a large output appears at the output terminal 22, as shown in FIG. 9(C).

そして、コントローラは、出力端子22に表れる出力が
第9図(b)に示すように中程度の大きさであれば、操
舵トルクは発生していないと判断して電動モータを非駆
動状態とするから、操舵系に操舵補助トルクは発生せず
、操舵系は直進状態を維持するし、その中程度よりも小
さい若しくは大きな出力であれば、それに応じて電動モ
ータを回転駆動させるから、出力軸3に操舵補助トルク
が付与されたことになり、操舵トルクが減少し、操縦者
の負担が軽減される。
Then, if the output appearing at the output terminal 22 is of medium magnitude as shown in FIG. 9(b), the controller determines that no steering torque is generated and puts the electric motor into a non-driving state. Therefore, no steering assist torque is generated in the steering system, and the steering system maintains the straight-line traveling state.If the output is smaller or larger than the intermediate level, the electric motor is rotated accordingly, so the output shaft 3 Since steering assist torque is applied to the vehicle, the steering torque is reduced and the burden on the driver is reduced.

さらに、非磁性体の透磁率は、空気と同程度であり、磁
性体の透磁率に比べて小さいし、導電体に磁束が鎖交す
ると、その磁束の変化を妨げるようにうず電流が流れる
から、導電体で且つ非磁性体の素材から形成されたリン
グ10は、空気よりも更に磁束を通し難く、従って、フ
ランジ部7Cの進退に伴うコイルL+−Lsの相互イン
ダクタンスの変化は、フランジ部7cを同一素材から形
成した場合に比べて大きくなる。
Furthermore, the magnetic permeability of non-magnetic materials is comparable to that of air, which is lower than that of magnetic materials, and when magnetic flux interlinks with a conductor, eddy currents flow to prevent changes in the magnetic flux. The ring 10, which is made of a conductive and non-magnetic material, is even more difficult for magnetic flux to pass through than air. Therefore, the change in mutual inductance of the coils L+-Ls as the flange portion 7C moves forward and backward is caused by the change in mutual inductance of the coil L+-Ls due to the movement of the flange portion 7C. It is larger than when it is formed from the same material.

よって、出力端子22に表れる出力は、スリーブ7の変
位に対して急峻な変化を示すから、スリーブ7の微小な
変位であっても高い精度で測定でき、従って、木目細か
な操舵補助トルク制御が可能となるし、出力を大幅に増
幅する必要がないから、ノイズの影響を受は難くなる。
Therefore, since the output appearing at the output terminal 22 shows a steep change with respect to the displacement of the sleeve 7, even minute displacements of the sleeve 7 can be measured with high accuracy, and therefore fine-grained steering assist torque control is possible. Since there is no need to significantly amplify the output, it is less susceptible to noise.

ここで、本実施例では、フランジ部7Cがコアに対応す
る。
Here, in this embodiment, the flange portion 7C corresponds to the core.

なお、上記実施例では、本発明の変位センサを車両用の
電動パワーステアリング装置に適用した場合について説
明したが、本発明の適用対象はこれに限定されるもので
はない。
In the above embodiments, a case has been described in which the displacement sensor of the present invention is applied to an electric power steering device for a vehicle, but the scope of application of the present invention is not limited to this.

また、上記実施例では、直線方向の変位を測定する変位
センサに本発明を適用した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、リング状のコアを用いれ
ば、回転方向の変位を測定する変位センサとすることも
可能である。
Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a displacement sensor that measures displacement in a linear direction, but the present invention is not limited to this, and if a ring-shaped core is used, displacement in a rotational direction can be measured. It is also possible to use a displacement sensor for measurement.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、発振コイル及び
受信コイルの内側で進退するコアを、導電体で且つ非磁
性体の部材と、磁性体の部材とを、コアの進退方向に並
べて構成したため、相対変位に伴う相互インダクタンス
の変化を大きくすることができるから、相対変位に対し
て急峻に変化する出力が得られ、測定精度が向上すると
いう効果がある。
As explained above, according to the present invention, the core that moves back and forth inside the oscillation coil and the reception coil is configured by arranging a conductive non-magnetic member and a magnetic member in the direction in which the core moves back and forth. Therefore, since the change in mutual inductance due to relative displacement can be increased, an output that changes sharply with respect to relative displacement can be obtained, which has the effect of improving measurement accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の全体構成を示す断面図、第
2図はセンサ本体に構成される回路の一例を示す回路図
、第3図(a)乃至(C)は発振コイル及び受信コイル
とフランジ部との相対位置関係を示す説明図、第4図は
発振コイルに供給する交流電流の波形図、第5図(a)
乃至(C)は一方の受信コイルの出力波形図、第6図(
a)乃至(C)は他方の受信コイルの出力波形図、第7
図(a)乃至(C)は差動アンプの出力波形図、第8図
(a)乃至(C)は絶対値回路の出力波形図、第9図(
a)乃至(C)は出力端子の出力波形図、第10図は従
来の変位センサの一例を示す構成図である。
Fig. 1 is a sectional view showing the overall configuration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram showing an example of the circuit configured in the sensor body, and Figs. 3 (a) to (C) are oscillation coils and An explanatory diagram showing the relative positional relationship between the receiving coil and the flange part, Figure 4 is a waveform diagram of the alternating current supplied to the oscillation coil, and Figure 5 (a)
(C) are output waveform diagrams of one of the receiving coils, Fig. 6 (
a) to (C) are output waveform diagrams of the other receiving coil, No. 7
Figures (a) to (C) are output waveform diagrams of the differential amplifier, Figures 8 (a) to (C) are output waveform diagrams of the absolute value circuit, and Figure 9 (
a) to (C) are output waveform diagrams of output terminals, and FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of a conventional displacement sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)発振コイル及び受信コイルの内側に進退自在にコ
アを配置し、前記受信コイルの出力に基づいて、前記発
振コイル及び受信コイルを支持する部材と、前記コアを
支持する部材との間の相対変位を測定する変位センサに
おいて、 導電体で且つ非磁性体の部材と、磁性体の部材とを、前
記進退方向に並べて前記コアを構成したことを特徴とす
る変位センサ。
(1) A core is arranged inside the oscillation coil and the reception coil so as to be able to move forward and backward, and based on the output of the reception coil, the relationship between the member supporting the oscillation coil and the reception coil and the member supporting the core is determined. A displacement sensor for measuring relative displacement, characterized in that the core is constructed by arranging an electrically conductive, non-magnetic member and a magnetic member in the advancing/retreating direction.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5696444A (en) * 1994-03-04 1997-12-09 Crane Co. Monitoring system for detecting axial and radial movement of a rotating body independent of rotational position
US5955880A (en) * 1996-12-05 1999-09-21 Beam; Palmer H. Sealless pump rotor position and bearing monitor
JP2009192517A (en) * 2007-10-03 2009-08-27 Denso Corp Displacement measuring device
US7893689B2 (en) 2007-10-03 2011-02-22 Denso Corporation Displacement measuring device
JP2014163778A (en) * 2013-02-25 2014-09-08 Ihi Compressor & Machinery Co Ltd Axial shift amount measuring system for measuring axial shift amount of body of rotation

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5696444A (en) * 1994-03-04 1997-12-09 Crane Co. Monitoring system for detecting axial and radial movement of a rotating body independent of rotational position
US6107794A (en) * 1994-03-04 2000-08-22 Crane Co. Monitoring system for detecting axial and radial movement of a rotating body independent of rotational position
US5955880A (en) * 1996-12-05 1999-09-21 Beam; Palmer H. Sealless pump rotor position and bearing monitor
JP2009192517A (en) * 2007-10-03 2009-08-27 Denso Corp Displacement measuring device
US7893689B2 (en) 2007-10-03 2011-02-22 Denso Corporation Displacement measuring device
JP2014163778A (en) * 2013-02-25 2014-09-08 Ihi Compressor & Machinery Co Ltd Axial shift amount measuring system for measuring axial shift amount of body of rotation

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