JPH05203505A - 歪検出装置 - Google Patents
歪検出装置Info
- Publication number
- JPH05203505A JPH05203505A JP1200592A JP1200592A JPH05203505A JP H05203505 A JPH05203505 A JP H05203505A JP 1200592 A JP1200592 A JP 1200592A JP 1200592 A JP1200592 A JP 1200592A JP H05203505 A JPH05203505 A JP H05203505A
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- Japan
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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
(57)【要約】
【目的】 検出コイル相互間を完全に磁気分離して、検
出感度及びセンサ特性の安定化を高めるとともに、小型
化を可能にした歪検出装置を得る。 【構成】 受動軸１の外周面に固着された高透磁率軟磁
性材からなる一対の磁性層５，６に周設され、受動軸１
に加わる外力に応じて生じる磁性層５，６の歪による透
磁率変化を検出する一対の検出コイル８，９間に、内外
周端部が中央部より厚い環状の非磁性高導電率材からな
るセンターシールド１７を設けた。
出感度及びセンサ特性の安定化を高めるとともに、小型
化を可能にした歪検出装置を得る。 【構成】 受動軸１の外周面に固着された高透磁率軟磁
性材からなる一対の磁性層５，６に周設され、受動軸１
に加わる外力に応じて生じる磁性層５，６の歪による透
磁率変化を検出する一対の検出コイル８，９間に、内外
周端部が中央部より厚い環状の非磁性高導電率材からな
るセンターシールド１７を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば回転軸などの
受動軸の軸トルク等による歪を検出する歪検出装置に関
するものである。
受動軸の軸トルク等による歪を検出する歪検出装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の歪検出装置を示す断面構成
図で、１はトルクを受ける受動軸、２は受動軸１の中心
軸、３、４は受動軸１の軸受、５、６は高透磁率軟磁性
材からなり、受動軸１の周囲に＋４５度、−４５度の方
向に固着された磁性層、７は軸受３、４に支持されて受
動軸１の周囲に配設されたコイルボビン、８、９はコイ
ルボビン７に磁性層５、６と対応して卷回された検出コ
イル、１０、１１は検出コイル８、９の周囲に設けられ
た高透磁率軟磁性材からなるヨーク、１５はヨーク１
０、１１の外周に共通に設けられた第一のシールドで、
Ｃｕ、Ａｌなどの非磁性高導電率材から形成され、ヨー
ク１０、１１の外周部をおおうとともに内周側に突出し
た突出部１５ａを有する。１３は第一のシールド１５の
周囲に設けられた第２のシールドで、高透磁率軟磁性材
料から形成されている。１４は検出コイル８、９に接続
された検出回路である。
図で、１はトルクを受ける受動軸、２は受動軸１の中心
軸、３、４は受動軸１の軸受、５、６は高透磁率軟磁性
材からなり、受動軸１の周囲に＋４５度、−４５度の方
向に固着された磁性層、７は軸受３、４に支持されて受
動軸１の周囲に配設されたコイルボビン、８、９はコイ
ルボビン７に磁性層５、６と対応して卷回された検出コ
イル、１０、１１は検出コイル８、９の周囲に設けられ
た高透磁率軟磁性材からなるヨーク、１５はヨーク１
０、１１の外周に共通に設けられた第一のシールドで、
Ｃｕ、Ａｌなどの非磁性高導電率材から形成され、ヨー
ク１０、１１の外周部をおおうとともに内周側に突出し
た突出部１５ａを有する。１３は第一のシールド１５の
周囲に設けられた第２のシールドで、高透磁率軟磁性材
料から形成されている。１４は検出コイル８、９に接続
された検出回路である。
【０００３】次に、動作について説明する。受動軸１に
外部からトルクが印加されると、磁性層５、６の一方に
引張力が発生し、他方に圧縮力が発生して歪が生じる。
この歪により透磁率が変化する。引張力の場合と圧縮力
の場合では透磁率が逆方向に変化する。検出コイル８、
９は透磁率の変化を磁気的インピーダンスの変化として
検出し、検出回路１４は各検出コイル８、９の出力が入
力され、受動軸１の歪量に応じた検出電圧Ｖを出力す
る。ヨーク１０、１１は検出コイル８、９から発生され
た磁束を集中して通流させて磁束漏れを防ぎ、感度を増
大させる。第一のシールド１５は非磁性高導電率材によ
り形成されているので交流磁束の表皮深さが非常に小さ
くなり、表皮効果によって内部磁束と外部磁束はこの第
一のシールド１５により磁気分離され、内部磁束の漏れ
が防止されて感度が増大するとともに、外部磁界の侵入
を防止して耐ノイズ性を向上させている。さらに内周側
に突出した第一のシールド突出部１５ａは、検出コイル
８、９によって作られる磁束を第一のシールド１５と同
様に表皮効果によって磁気分離し、相互作用をなくして
感度を安定化させている。又、第２のシールド１３は高
透磁率材料により形成されており、主に外部直流磁束の
侵入を防止する。なお、この分野の技術については特開
昭５７−２１１０３０号公報等に記載されている。
外部からトルクが印加されると、磁性層５、６の一方に
引張力が発生し、他方に圧縮力が発生して歪が生じる。
この歪により透磁率が変化する。引張力の場合と圧縮力
の場合では透磁率が逆方向に変化する。検出コイル８、
９は透磁率の変化を磁気的インピーダンスの変化として
検出し、検出回路１４は各検出コイル８、９の出力が入
力され、受動軸１の歪量に応じた検出電圧Ｖを出力す
る。ヨーク１０、１１は検出コイル８、９から発生され
た磁束を集中して通流させて磁束漏れを防ぎ、感度を増
大させる。第一のシールド１５は非磁性高導電率材によ
り形成されているので交流磁束の表皮深さが非常に小さ
くなり、表皮効果によって内部磁束と外部磁束はこの第
一のシールド１５により磁気分離され、内部磁束の漏れ
が防止されて感度が増大するとともに、外部磁界の侵入
を防止して耐ノイズ性を向上させている。さらに内周側
に突出した第一のシールド突出部１５ａは、検出コイル
８、９によって作られる磁束を第一のシールド１５と同
様に表皮効果によって磁気分離し、相互作用をなくして
感度を安定化させている。又、第２のシールド１３は高
透磁率材料により形成されており、主に外部直流磁束の
侵入を防止する。なお、この分野の技術については特開
昭５７−２１１０３０号公報等に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来装置においては、第一のシールド１５の内周側に
突出した第一のシールド突出部１５ａは厚みが均一であ
ったために、受動軸１とコイルボビン７の位置が量産時
の工作誤差によって相対的にずれた場合、磁気ポテンシ
ャルの中心が変動し、磁性層５、６を通流する磁束の磁
路長が変化するためにその動作点を移動させ、歪検出に
誤差を生じさせ、また感度を低下させるという問題点が
あった。又、小型化のために検出コイル８、９相互間を
接近させるには第一のシールド突出部１５ａの円環厚み
を薄くする必要があり、表皮効果による磁気分離が完全
に行われず感度を低下させる恐れがあるため、小型化を
図ることができなかった。
た従来装置においては、第一のシールド１５の内周側に
突出した第一のシールド突出部１５ａは厚みが均一であ
ったために、受動軸１とコイルボビン７の位置が量産時
の工作誤差によって相対的にずれた場合、磁気ポテンシ
ャルの中心が変動し、磁性層５、６を通流する磁束の磁
路長が変化するためにその動作点を移動させ、歪検出に
誤差を生じさせ、また感度を低下させるという問題点が
あった。又、小型化のために検出コイル８、９相互間を
接近させるには第一のシールド突出部１５ａの円環厚み
を薄くする必要があり、表皮効果による磁気分離が完全
に行われず感度を低下させる恐れがあるため、小型化を
図ることができなかった。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、検出コイル相互間を完全に
磁気分離して、検出感度及びセンサ特性の安定化を高め
るとともに、小型化を可能にした歪検出装置を得ること
を目的とする。
ためになされたものであり、検出コイル相互間を完全に
磁気分離して、検出感度及びセンサ特性の安定化を高め
るとともに、小型化を可能にした歪検出装置を得ること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る歪検出装
置は、外力を受ける受動軸、この受動軸の外周面に軸方
向に並べて固着された高透磁率軟磁性材からなる一対の
磁性層、この磁性層に周設され、上記受動軸に加わる外
力に応じて生じる上記磁性層の歪による透磁率変化を検
出する一対の検出コイル、及び上記検出コイル間に設置
され、少なくとも内周端部側がそれより中央部より厚く
なるように形成された環状の非磁性高導電率材からなる
センターシールドを備えたものである。
置は、外力を受ける受動軸、この受動軸の外周面に軸方
向に並べて固着された高透磁率軟磁性材からなる一対の
磁性層、この磁性層に周設され、上記受動軸に加わる外
力に応じて生じる上記磁性層の歪による透磁率変化を検
出する一対の検出コイル、及び上記検出コイル間に設置
され、少なくとも内周端部側がそれより中央部より厚く
なるように形成された環状の非磁性高導電率材からなる
センターシールドを備えたものである。
【０００７】
【作用】この発明におけるセンターシールドは、環状で
一対の検出コイル間に少なくとも内周端部側がそれより
中央部より厚くなるように形成されているので、表皮効
果により交流磁界の浸透深さが浅くなり検出コイルから
の内部磁束を磁気分離する。しかも磁性層に対してより
近い内周側が厚いので、検出コイル間はこのセンターシ
ールドにより磁気的に完全に分離される。また、磁気分
離の作用は、センターシールドの内周側の厚みによるた
め、中央部を薄くしても、内周側の厚みを同様にすれ
ば、その効果は変わらないため、検出コイル間の間隔を
小さくして小型化することが可能となる。
一対の検出コイル間に少なくとも内周端部側がそれより
中央部より厚くなるように形成されているので、表皮効
果により交流磁界の浸透深さが浅くなり検出コイルから
の内部磁束を磁気分離する。しかも磁性層に対してより
近い内周側が厚いので、検出コイル間はこのセンターシ
ールドにより磁気的に完全に分離される。また、磁気分
離の作用は、センターシールドの内周側の厚みによるた
め、中央部を薄くしても、内周側の厚みを同様にすれ
ば、その効果は変わらないため、検出コイル間の間隔を
小さくして小型化することが可能となる。
【０００８】
実施例１．以下、この発明の実施例を図面とともに説明
する。図１はこの発明の第一の実施例による歪検出装置
の構成を示す断面構成図で、１６は第一のシールドであ
り、１７はＣｕ、Ａｌなどの非磁性高電導率材からな
り、コイル８、９の中央部に位置し、折曲部を有し内外
周部がその中央部より厚い円環状のセンターシールドで
あり、他の構成は図４と同じである。
する。図１はこの発明の第一の実施例による歪検出装置
の構成を示す断面構成図で、１６は第一のシールドであ
り、１７はＣｕ、Ａｌなどの非磁性高電導率材からな
り、コイル８、９の中央部に位置し、折曲部を有し内外
周部がその中央部より厚い円環状のセンターシールドで
あり、他の構成は図４と同じである。
【０００９】上記構成において、センターシールド１７
は非磁性高導電率材で軸長さ方向の断面において内外周
部が中央部より厚く形成されているので、その表皮効果
により交流磁界の浸透深さは浅いものとなり、検出コイ
ル８、９から発生したそれぞれの内部磁束は、センター
シールド１７により磁気分離される。しかもセンターシ
ールド１７は磁性層５、６に対してより近い内周側が厚
いので磁気分離が確実に行われる。また、磁気分離の作
用は、センターシールドの内周側の厚みによるため、さ
らに検出コイル間隔を小さくとり、センターシールド中
央部を薄くしても、内周側の厚みを同様にすれば、その
効果は変わらないため、検出コイル間の間隔を小さくし
て小型化することが可能となる。
は非磁性高導電率材で軸長さ方向の断面において内外周
部が中央部より厚く形成されているので、その表皮効果
により交流磁界の浸透深さは浅いものとなり、検出コイ
ル８、９から発生したそれぞれの内部磁束は、センター
シールド１７により磁気分離される。しかもセンターシ
ールド１７は磁性層５、６に対してより近い内周側が厚
いので磁気分離が確実に行われる。また、磁気分離の作
用は、センターシールドの内周側の厚みによるため、さ
らに検出コイル間隔を小さくとり、センターシールド中
央部を薄くしても、内周側の厚みを同様にすれば、その
効果は変わらないため、検出コイル間の間隔を小さくし
て小型化することが可能となる。
【００１０】このため、受動軸１とコイルボビン７が量
産時の工作誤差によって相対的にずれた場合であっても
検出コイル８、９間の磁気分離が完全に行われ、その磁
気的な相互干渉が防止され、磁性層５、６の磁気動作点
は移動せず、歪検出誤差は生じない。また、磁気分離の
作用は、センターシールドの内周側の厚みによるため、
さらに検出コイル間隔を小さくとり、センターシールド
中央部を薄くしても、内周側の厚みを同様にすれば、そ
の効果は変わらないため、検出コイル間の間隔を小さく
して小型化することが可能となる。
産時の工作誤差によって相対的にずれた場合であっても
検出コイル８、９間の磁気分離が完全に行われ、その磁
気的な相互干渉が防止され、磁性層５、６の磁気動作点
は移動せず、歪検出誤差は生じない。また、磁気分離の
作用は、センターシールドの内周側の厚みによるため、
さらに検出コイル間隔を小さくとり、センターシールド
中央部を薄くしても、内周側の厚みを同様にすれば、そ
の効果は変わらないため、検出コイル間の間隔を小さく
して小型化することが可能となる。
【００１１】実施例２．図２はこの発明の第２の実施例
による歪検出装の構成を示す断面構成図で、１８はＣ
ｕ、Ａｌなどの非磁性高導電率材からなり、コイル８、
９の中央部に位置し、折曲部を有し内周部の厚さが外周
部より厚い円環状のセンターシールドであり、他の構成
は図４と同様である。
による歪検出装の構成を示す断面構成図で、１８はＣ
ｕ、Ａｌなどの非磁性高導電率材からなり、コイル８、
９の中央部に位置し、折曲部を有し内周部の厚さが外周
部より厚い円環状のセンターシールドであり、他の構成
は図４と同様である。
【００１２】上記構成において、センターシールド１８
は非磁性高導電率材により形成されているので、その表
皮効果により交流磁界の浸透深さは浅いものとなり、検
出コイル８、９から発生したそれぞれの内部磁束は、セ
ンターシールド１８により磁気分離される。しかも、セ
ンターシールド１８は、軸長さ方向の断面において内周
部の厚さが外周部より厚いので、磁性層５、６に対して
より近い内周側において磁気分離が確実に行われる。こ
のため、受動軸１とコイルボビン７が量産時の工作誤差
によって相対的にずれた場合であっても検出コイル８、
９間の磁気分離が行われ、その磁気的な相互干渉が防止
されて、磁性層５、６の磁気動作点は移動せず、歪検出
誤差は生じない。更に、上述したように、この実施例で
は内周部のみが長いので、検出コイル８、９間を短くで
き、軸長さ方向の小型化に有効となる。
は非磁性高導電率材により形成されているので、その表
皮効果により交流磁界の浸透深さは浅いものとなり、検
出コイル８、９から発生したそれぞれの内部磁束は、セ
ンターシールド１８により磁気分離される。しかも、セ
ンターシールド１８は、軸長さ方向の断面において内周
部の厚さが外周部より厚いので、磁性層５、６に対して
より近い内周側において磁気分離が確実に行われる。こ
のため、受動軸１とコイルボビン７が量産時の工作誤差
によって相対的にずれた場合であっても検出コイル８、
９間の磁気分離が行われ、その磁気的な相互干渉が防止
されて、磁性層５、６の磁気動作点は移動せず、歪検出
誤差は生じない。更に、上述したように、この実施例で
は内周部のみが長いので、検出コイル８、９間を短くで
き、軸長さ方向の小型化に有効となる。
【００１３】実施例３．図３はこの発明の第３の実施例
による歪検出装置の構成を示す断面構成図で、１９はＣ
ｕ、Ａｌなどの非磁性高導電材からなり、コイル８、９
の中央部に位置し、外周部より内周部に向けて徐々に厚
くなる円環状のセンターシールドである。
による歪検出装置の構成を示す断面構成図で、１９はＣ
ｕ、Ａｌなどの非磁性高導電材からなり、コイル８、９
の中央部に位置し、外周部より内周部に向けて徐々に厚
くなる円環状のセンターシールドである。
【００１４】上記構成において、センターシールド１９
は実施例２の場合と同様の作用効果を示す。
は実施例２の場合と同様の作用効果を示す。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、この発明の歪検出装置
は、外力を受ける受動軸、この受動軸の外周面に軸方向
に並べて固着された高透磁率軟磁性材からなる一対の磁
性層と、この磁性層に周設され、上記受動軸に加わる外
力に応じて生じる上記磁性層の歪による透磁率変化を検
出する一対の検出コイル、及び上記検出コイル間に設置
され、少なくとも内周端部側がそれより中央部より厚く
なるように形成された環状の非磁性高導電率材からなる
センターシールドを備えており、このセンターシールド
の表皮効果により各検出コイル間の磁気的相互干渉を防
止でき、さらに内周側を厚くしているので、受動軸とコ
イルボビンの相対的位置が工作誤差によって多少ずれた
場合であっても磁気分離が完全になされ、磁性層の磁気
動作点が安定して歪検出誤差が防止できる。また、磁気
分離の作用は、センターシールドの内周側の厚みによる
ため、中央部を薄くしても、内周側の厚みを同様にすれ
ば、その効果は変わらないため、検出コイル間の間隔を
小さくして小型化することが可能となる。
は、外力を受ける受動軸、この受動軸の外周面に軸方向
に並べて固着された高透磁率軟磁性材からなる一対の磁
性層と、この磁性層に周設され、上記受動軸に加わる外
力に応じて生じる上記磁性層の歪による透磁率変化を検
出する一対の検出コイル、及び上記検出コイル間に設置
され、少なくとも内周端部側がそれより中央部より厚く
なるように形成された環状の非磁性高導電率材からなる
センターシールドを備えており、このセンターシールド
の表皮効果により各検出コイル間の磁気的相互干渉を防
止でき、さらに内周側を厚くしているので、受動軸とコ
イルボビンの相対的位置が工作誤差によって多少ずれた
場合であっても磁気分離が完全になされ、磁性層の磁気
動作点が安定して歪検出誤差が防止できる。また、磁気
分離の作用は、センターシールドの内周側の厚みによる
ため、中央部を薄くしても、内周側の厚みを同様にすれ
ば、その効果は変わらないため、検出コイル間の間隔を
小さくして小型化することが可能となる。
【図１】この発明の第１の実施例による歪検出装置の断
面構成図である。
面構成図である。
【図２】この発明の第２の実施例による歪検出装置の断
面構成図である。
面構成図である。
【図３】この発明の第３の実施例による歪検出装置の断
面構成図である。
面構成図である。
【図４】従来の歪検出装置を示す断面構成図である。
１ 受動軸 ５ 磁性層 ６ 磁性層 ８ 検出コイル ９ 検出コイル １７ センターシールド １８ センターシールド １９ センターシールド
Claims (1)
- 【請求項１】 外力を受ける受動軸と、この受動軸の外
周面に軸方向に並べて固着された高透磁率軟磁性材から
なる一対の磁性層と、この磁性層に周設され、上記受動
軸に加わる外力に応じて生じる上記磁性層の歪による透
磁率変化を検出する一対の検出コイルと、及び上記検出
コイル間に設置され、少なくとも内周端部側がそれより
中央部より厚くなるように形成された環状の非磁性高導
電率材からなるセンターシールドとを備えた歪検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1200592A JPH05203505A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 歪検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1200592A JPH05203505A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 歪検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203505A true JPH05203505A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=11793471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1200592A Pending JPH05203505A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 歪検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05203505A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587544U (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-26 | 日本電子機器株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP1200592A patent/JPH05203505A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587544U (ja) * | 1992-04-23 | 1993-11-26 | 日本電子機器株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
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