JPH06258158A - Magnetostriction-type torque sensor - Google Patents

Magnetostriction-type torque sensor

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JPH06258158A
JPH06258158A JP6762793A JP6762793A JPH06258158A JP H06258158 A JPH06258158 A JP H06258158A JP 6762793 A JP6762793 A JP 6762793A JP 6762793 A JP6762793 A JP 6762793A JP H06258158 A JPH06258158 A JP H06258158A
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JP
Japan
Prior art keywords
casing
resin case
coil
core member
magnetostrictive
Prior art date
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Pending
Application number
JP6762793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsumi Hoshina
敦巳 保科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Publication date
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
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Publication of JPH06258158A publication Critical patent/JPH06258158A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the position deviations of the magnetic anisotropic part of a magnetostriction shaft and a coil in the axial direction, to detect torque in high accuracy, to prevent the intrusion of oil the like, and to eliminate the erroneous operation of a torque detecting circuit. CONSTITUTION:Elastic spacers 14 and 14 are provided between a casing 1 an both side surfaces of a resin case 6. Thus, the change in size of the resin case 6 caused by the deterioration in time is absorbed, and the position deviations of magnetic anisotropy parts 2A and 2B of a magnetostriction shaft 2 and each core member 7 (each coil 9) in the axial direction are prevented. The gap between the casing 1 and both side edges of the resin case 6 is eliminated, and the intrusion of water, oil and the like is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ンの出力軸等に発生するトルクを検出するのに用いて好
適な磁歪式トルクセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetostrictive torque sensor suitable for use in detecting torque generated in an output shaft of an automobile engine, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、筒状ケーシングと、該ケーシン
グに回転自在に支持され、磁気異方性部が形成された磁
歪シャフトと、該磁歪シャフトの外側を取り囲むように
前記ケーシング内に設けられた一対のコア部材と、該コ
ア部材内に設けられ、前記磁歪シャフトに作用するトル
クを電気信号として検出すべく、該各コア部材内でそれ
ぞれコイルボビンに巻回された励磁および検出コイルと
からなる磁歪式トルクセンサは知られている。
2. Description of the Related Art Generally, a cylindrical casing, a magnetostrictive shaft rotatably supported by the casing and having a magnetically anisotropic portion formed therein, and a magnetostrictive shaft are provided in the casing so as to surround the outside thereof. Magnetostriction consisting of a pair of core members and an exciting and detecting coil provided in each core member and wound around a coil bobbin in each core member so as to detect a torque acting on the magnetostrictive shaft as an electric signal. Torque sensors are known.

【0003】ところで、この種の従来技術によるトルク
センサでは、ケーシング内に設ける各コア部材が脆性を
有するフェライト等の磁性材料で形成されているから、
外部からの衝撃によってケーシング内のコア部材が破損
することがあり、耐久性を向上できないという問題があ
る。
By the way, in this type of conventional torque sensor, each core member provided in the casing is made of a brittle magnetic material such as ferrite.
There is a problem that the core member inside the casing may be damaged by an external impact, and the durability cannot be improved.

【0004】そこで、上記問題を解決すべく本出願人は
先に、特願平4−341578号において、筒状のコア
部材、コイルボビンおよびコイル等を樹脂ケース内に樹
脂モールドによって一体型成し、この状態で樹脂ケース
をコア部材等と共にケーシング内に配設するようにした
磁歪式トルクセンサを提案した。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the applicant of the present invention has previously disclosed in Japanese Patent Application No. 4-341578 that a cylindrical core member, a coil bobbin, a coil, etc. are integrally formed in a resin case by resin molding. In this state, we proposed a magnetostrictive torque sensor in which a resin case is arranged in a casing together with a core member and the like.

【0005】そして、この先行技術によるトルクセンサ
では、コア部材等を樹脂ケースで囲繞しているので、外
部からの振動や衝撃等によりコア部材がケーシング内で
位置ずれするのを防止でき、コア部材の破損事故等をな
くすことができるという利点がある。
In the torque sensor according to this prior art, since the core member and the like are surrounded by the resin case, it is possible to prevent the core member from being displaced in the casing due to external vibration or shock. There is an advantage that damage accidents and the like can be eliminated.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した先
行技術による磁歪式トルクセンサでは、車両等に用いた
場合に、外部からの激しい振動や温度変化にさらされた
り、水の浸入等が発生したりして、トルクセンサの構成
部品が経時劣化し、該構成部品の寸法が変化するという
未解決な問題がある。特に、樹脂ケースは樹脂材料によ
り形成されているから、樹脂ケースは温度変化や経時劣
化等で寸法変化が発生することがあり、軸方向寸法が変
化すると、各コア部材(各コイル)が磁歪シャフトの磁
気異方性部に対して軸方向に位置ずれするようになり、
トルクの検出感度が低下してしまうという未解決な問題
がある。
By the way, the magnetostrictive torque sensor according to the above-mentioned prior art, when used in a vehicle or the like, may be exposed to severe vibration or temperature change from the outside, or water may enter. However, there is an unsolved problem that the components of the torque sensor deteriorate with time and the dimensions of the components change. In particular, since the resin case is formed of a resin material, the resin case may change in size due to temperature change, deterioration over time, etc. When the axial size changes, each core member (each coil) becomes a magnetostrictive shaft. The magnetic anisotropy part of will be displaced in the axial direction,
There is an unsolved problem that the torque detection sensitivity decreases.

【0007】また、樹脂ケースの軸方向の寸法が変化す
ると、樹脂ケースとケーシングとの間に隙間が発生する
ため、該樹脂ケースがケーシングの軸方向にガタつくこ
とになり、樹脂ケース内のコア部材等がこの振動ガタに
より破損することがある。そして、この場合には、破損
部分から磁界が漏れ、安定したトルクの検出信号を出力
できなくなるという未解決な問題がある。
Further, when the axial dimension of the resin case changes, a gap is generated between the resin case and the casing, so that the resin case rattles in the axial direction of the casing, and the core inside the resin case Members may be damaged by this vibration. Then, in this case, there is an unsolved problem that the magnetic field leaks from the damaged portion and a stable torque detection signal cannot be output.

【0008】一方、ケーシングの内周面と樹脂ケースと
の間には寸法誤差等により径方向の隙間が形成されるた
め、ケーシングの各軸受部側からケーシング内に浸入し
た水,油等がこの隙間内に達することがある。そしてこ
の場合には、水,油等の浸入によりショート事故が発生
し易く、検出回路が正確に動作しなくなったり、各コイ
ルの断線を引き起こす等の未解決の問題がある。
On the other hand, since a radial gap is formed between the inner peripheral surface of the casing and the resin case due to a dimensional error or the like, water, oil, or the like that has entered the casing from each bearing portion side of the casing is May reach into the gap. In this case, there is an unsolved problem that a short circuit is likely to occur due to the intrusion of water, oil, etc., the detection circuit does not operate correctly, and the coils are broken.

【0009】本発明は上述した先行技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は樹脂ケースの寸法が温度変化等
で変わったときでも、ケーシング内で樹脂ケースがガタ
ついたり、コア部材(コイル)が軸方向に位置ずれした
りするのを防止でき、長期に亘りトルクを高精度に検出
できる磁歪式トルクセンサを提供することを目的として
いる。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The present invention is such that the resin case rattles in the casing or the core member (coil It is an object of the present invention to provide a magnetostrictive torque sensor capable of preventing the position deviation of () in the axial direction and detecting the torque with high accuracy over a long period of time.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明が採用する構成は、筒状のケーシング
と、該ケーシング内に軸受を介して回転自在に支持さ
れ、磁気異方性部が形成された磁歪シャフトと、該磁歪
シャフトの外周側を取り囲むように前記ケーシング内に
設けられ、少なくとも一対のコア部材,コイルボビン,
励磁および検出コイルを樹脂モールドにより一体化して
囲繞した筒状の樹脂ケースと、該樹脂ケースの軸方向両
端側に位置し、該樹脂ケースとケーシングとの間に弾性
変形状態で配設された複数の弾性スペーサとからなる。
In order to solve the above-mentioned problems, the structure adopted by the present invention has a cylindrical casing and a magnetic anisotropy rotatably supported in the casing via a bearing. A magnetostrictive shaft having a portion formed therein, and at least a pair of core members, a coil bobbin, which are provided in the casing so as to surround the outer peripheral side of the magnetostrictive shaft,
A cylindrical resin case in which the excitation and detection coils are integrally surrounded by a resin mold, and a plurality of the resin cases are disposed at both axial ends of the resin case and are elastically deformed between the resin case and the casing. Elastic spacers.

【0011】[0011]

【作用】上記構成により、各弾性スペーサはケーシング
内で樹脂ケースの両端側端面等に弾性変形状態で押し付
けられるから、該樹脂ケースが温度変化や経時劣化等で
寸法が変化しても、これを各弾性スペーサで吸収でき、
磁歪シャフトの磁気異方性部とコア部材(コイル)との
軸方向の位置ずれを防止できると共に、ケーシング内で
の樹脂ケースの振動ガタを各弾性スペーサで吸収するこ
とができる。
With the above construction, since each elastic spacer is pressed against the end faces of the resin case in the casing in an elastically deformed state, even if the dimensions of the resin case change due to temperature change or deterioration over time, this is prevented. Can be absorbed by each elastic spacer,
It is possible to prevent axial misalignment between the magnetic anisotropy portion of the magnetostrictive shaft and the core member (coil), and absorb the vibration play of the resin case in the casing by each elastic spacer.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図3に基
づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0013】まず、図1および図2に本発明の第1の実
施例を示す。
First, FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention.

【0014】図中、1は自動車の車体(図示せず)に固
定された筒状のケーシングを示し、該ケーシング1は軸
方向両端側に段付状の軸受部1A,1Aを有し、一側の
軸受部1Aに隣接する部位には径方向内向きに突出する
環状の位置決め段部1Bが形成されている。また、該ケ
ーシング1の軸方向中間部には、該ケーシング1を貫通
するコネクタ挿嵌穴1Cが径方向に穿設され、該コネク
タ挿嵌穴1Cの外周には前記ケーシング1から径方向外
向きに突出する環状のコネクタ取付け部1Dが形成され
ている。なお、該コネクタ取付け部1Dの外周面にはお
ねじ部1D1 が形成されている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a cylindrical casing fixed to a vehicle body (not shown) of an automobile. The casing 1 has stepped bearing portions 1A, 1A at both axial ends thereof. An annular positioning step portion 1B that protrudes radially inward is formed in a portion adjacent to the side bearing portion 1A. Further, a connector insertion hole 1C penetrating the casing 1 is radially formed in an axially intermediate portion of the casing 1, and an outer periphery of the connector insertion hole 1C is radially outward from the casing 1. An annular connector mounting portion 1D is formed so as to project inward. A male screw portion 1D1 is formed on the outer peripheral surface of the connector mounting portion 1D.

【0015】2は磁歪シャフトを示し、該磁歪シャフト
2は前記ケーシング1の各軸受部1Aに設けられた軸受
3,3を介して回転自在に支持され、例えばプロペラシ
ャフト,アウトプットシャフト,ドライブシャフト等の
一部をなしている。そして、該磁歪シャフト2は例えば
クロムモリブデン鋼の磁歪材料から円柱状に形成され、
軸方向中間部には互いに一定寸法離間して磁気異方性部
2A,2Bが形成されている。ここで、一方の磁気異方
性部2Aは磁歪シャフト2の外周面に多数の一側スリッ
ト4,4,…を、下向きに45。の角度をもって刻設す
ることにより形成され、他方の磁気異方性部2Bは磁歪
シャフト2の外周面に多数の他側スリット5,5,…
を、上向き45。の角度をもって刻設することにより形
成されている。
Reference numeral 2 denotes a magnetostrictive shaft, which is rotatably supported by bearings 3 provided on each bearing portion 1A of the casing 1, and is, for example, a propeller shaft, an output shaft, a drive shaft, etc. Is part of. The magnetostrictive shaft 2 is formed of, for example, a magnetostrictive material such as chrome molybdenum steel into a cylindrical shape,
Magnetically anisotropic portions 2A and 2B are formed in the intermediate portion in the axial direction with a certain distance therebetween. Here, one magnetic anisotropic portion 2A has a large number of one-side slits 4, 4, ... On the outer peripheral surface of the magnetostrictive shaft 2 and downward 45. And the other magnetic anisotropic portion 2B is formed on the outer peripheral surface of the magnetostrictive shaft 2 by a large number of other side slits 5, 5, ...
Up 45. It is formed by engraving at an angle of.

【0016】6は前記磁歪シャフト2の磁気異方性部2
Aから磁気異方性部2Bまでの間を外側から取り囲むよ
うに段付筒状に形成され、ケーシング1内に設けられた
樹脂ケースを示し、該樹脂ケース6は後述する各コア部
材7,各コイルボビン8および各コイル9を樹脂モール
ドにより一体形成している。そして、該樹脂ケース6に
は筒部6Aの軸方向中間部に径方向内向きに突出する環
状凸部6Bが形成され、前記筒部6Aの両端側には図2
に示す如く、断面三角形状をなして径方向内向きに突出
する環状抜止め部6C,6Cが形成されている。そし
て、前記環状凸部6Bと各環状抜止め部6Cとの間には
後述する各コア部材7が配設され、該各コア部材7の軸
方向の位置決めを行っている。
Reference numeral 6 denotes the magnetic anisotropic portion 2 of the magnetostrictive shaft 2.
1 shows a resin case provided in the casing 1 so as to surround the area from A to the magnetic anisotropy portion 2B from the outside, and the resin case 6 is shown in FIG. The coil bobbin 8 and each coil 9 are integrally formed by resin molding. The resin case 6 is formed with an annular convex portion 6B protruding inward in the radial direction at an axially intermediate portion of the tubular portion 6A, and both ends of the tubular portion 6A shown in FIG.
As shown in FIG. 6, annular retaining portions 6C, 6C having a triangular cross section and protruding inward in the radial direction are formed. Each core member 7 described later is arranged between the annular convex portion 6B and each annular retaining portion 6C, and the core member 7 is axially positioned.

【0017】また、該樹脂ケース6の筒部6Aには環状
凸部6Bの両側に位置して、前記ケーシング1のコネク
タ挿嵌穴1Cと連通する端子ピン穴6D,6D,…(2
個のみ図示)がそれぞれ2個ずつ合計4個穿設され、該
各端子ピン穴6Dには後述する各端子ピン10が貫装さ
れる。さらに、樹脂ケース6の軸方向中間部には、各端
子ピン穴6Dが位置する外周面側に面取り部6Eが形成
され、該面取り部6Eには後述する4端子コネクタ11
の先端側が当接するようになっている。
Further, in the cylindrical portion 6A of the resin case 6, terminal pin holes 6D, 6D, ... (2) located on both sides of the annular convex portion 6B and communicating with the connector insertion hole 1C of the casing 1 are provided.
A total of four holes are provided, two for each, and two for each terminal pin 10, which will be described later, are inserted into each of the terminal pin holes 6D. Further, a chamfered portion 6E is formed at an axially intermediate portion of the resin case 6 on the outer peripheral surface side where each terminal pin hole 6D is located, and the chamfered portion 6E has a four-terminal connector 11 described later.
The tip end side of is contacted.

【0018】7,7は樹脂ケース6内に設けられたコア
部材を示し、該各コア部材7はフェライト等の磁性材料
から断面L字状に形成された一対のコア片7A,7Aを
図示の如く衝合することにより筒状に形成されている。
そして、図2に示す如く、各コア片7Aの一端側外周面
にはテーパー面部7B,7Bが形成され、該各テーパー
面部7Bは前記樹脂ケース6の各環状抜止め部6Cによ
って外側から囲繞されている。また、樹脂ケース6の環
状凸部6B近傍に位置する各コア部材7のコア片7Aに
は、前記樹脂ケース6の端子ピン穴6Dと連通するV字
状のスリット7Cが形成され、該スリット7C内には後
述する各端子ピン10が挿装される。さらに、各コア部
材7と磁歪シャフト2との間には、微小なエアギャップ
が形成されている。
Reference numerals 7 and 7 denote core members provided in the resin case 6, and each core member 7 is a pair of core pieces 7A and 7A formed from a magnetic material such as ferrite in an L-shaped cross section. By abutting like this, it is formed into a tubular shape.
As shown in FIG. 2, taper surface portions 7B, 7B are formed on the outer peripheral surface of one end of each core piece 7A, and each taper surface portion 7B is surrounded from the outside by each annular retaining portion 6C of the resin case 6. ing. Further, a V-shaped slit 7C communicating with the terminal pin hole 6D of the resin case 6 is formed in the core piece 7A of each core member 7 located near the annular convex portion 6B of the resin case 6, and the slit 7C is formed. Each terminal pin 10 described later is inserted therein. Further, a minute air gap is formed between each core member 7 and the magnetostrictive shaft 2.

【0019】8,8は前記各コア部材7の内周側に設け
られた一対のコイルボビンを示し、該各コイルボビン8
は絶縁樹脂材料により筒状に形成された軸部8Aと、該
軸部8Aの両側から径方向外側に伸びるように形成され
た環状鍔部8B,8Bとからなる。
Reference numerals 8 and 8 denote a pair of coil bobbins provided on the inner peripheral side of each core member 7, respectively.
Is composed of a cylindrical shaft portion 8A made of an insulating resin material, and annular collar portions 8B, 8B formed so as to extend radially outward from both sides of the shaft portion 8A.

【0020】9,9は前記各コイルボビン8の軸部8A
の外周面に巻回された励磁および検出コイルを示し、該
各コイル9の巻線(いずれも図示せず)の一端,他端は
それぞれ各端子ピン10にそれぞれ半田付け等の手段で
電気的に接続されている。そして、該各コイル9はケー
シング1の外部に設けられたブリッジ回路,発振器およ
び作動増幅器等からなる検出回路(いずれも図示せず)
に4端子コネクタ11を介して接続される。ここで、各
コイル9は発振器からの高周波電圧により励磁されて磁
束を発生する励磁コイルと、磁気回路中を流れる磁束を
検出する検出コイルとを兼ねて構成されている。
Reference numerals 9 and 9 denote shaft portions 8A of the respective coil bobbins 8.
2 shows an exciting and detecting coil wound around the outer peripheral surface of the coil. One end and the other end of the winding (not shown) of each coil 9 is electrically connected to each terminal pin 10 by means such as soldering. It is connected to the. Each of the coils 9 is a detection circuit including a bridge circuit provided outside the casing 1, an oscillator, an operational amplifier, etc. (none of which is shown).
Is connected via a 4-terminal connector 11. Here, each coil 9 serves as both an exciting coil that is excited by a high-frequency voltage from an oscillator to generate a magnetic flux, and a detecting coil that detects a magnetic flux flowing in a magnetic circuit.

【0021】10,10,…は各コイルボビン8の環状
鍔部8Bから2本ずつ径方向外向きに突設された合計4
本の端子ピン(2本のみ図示)を示し、該各端子ピン1
0は図2に示す如く、各コア部材7のスリット7Cおよ
び樹脂ケース6の各端子ピン穴6D内を筒状の絶縁体1
0Aを介して貫通するように配設され、該各端子ピン1
0はケーシング1のコネクタ挿嵌穴1C内へと突出して
いる。
.. are provided so as to project from the annular flange portion 8B of each coil bobbin 8 in pairs, two in total in a radially outward direction.
Shows two terminal pins (only two are shown), and each terminal pin 1
As shown in FIG. 2, the reference numeral 0 indicates the cylindrical insulator 1 inside the slit 7C of each core member 7 and each terminal pin hole 6D of the resin case 6.
Each terminal pin 1 is arranged so as to penetrate through 0A.
0 projects into the connector insertion hole 1C of the casing 1.

【0022】11は4端子コネクタを示し、該4端子コ
ネクタ11は、図2に示す如く、基端側に環状段部11
A1 ,先端側に環状溝部11A2 を有する段付円柱状に
絶縁材料により形成されたコネクタ本体11Aと、該コ
ネクタ11Aの環状段部11A外周側に可動に配設され
た袋状の固定用ナット11Bとからなり、前記コネクタ
本体11Aの先端部側には各端子ピン10が挿嵌される
合計4個のピン挿嵌部11C,11C,…(2個のみ図
示)が設けられ、環状溝部11A2 にはOリング11D
が装着されている。
Reference numeral 11 designates a four-terminal connector, and the four-terminal connector 11 is, as shown in FIG.
A1, a connector main body 11A formed of an insulating material in the form of a stepped column having an annular groove 11A2 on the tip side, and a bag-shaped fixing nut 11B movably disposed on the outer peripheral side of the annular step 11A of the connector 11A. And a total of four pin insertion portions 11C, 11C, ... (Only two are shown) into which the respective terminal pins 10 are inserted are provided on the tip end side of the connector body 11A, and the annular groove portion 11A2 is provided with Is O-ring 11D
Is installed.

【0023】ここで、前記各ピン挿嵌部11Cには、前
記各コイルボビン8の環状鍔部8Bから突出した各端子
ピン10が挿嵌され、各コイル9と外部の検出回路とを
電気的に接続している。また、前記4端子コネクタ11
はケーシング1のコネクタ挿嵌穴1Cにコネクタ本体1
1Aを挿入し、各端子ピン10を各ピン挿嵌部11Cに
挿嵌した後に、固定用ナット11Bを前記コネクタ取付
け部1Dのおねじ部1D1 に螺着することにより、ケー
シング1に固定されている。そして、前記環状溝部11
A2 に装着されたOリング11Dは、樹脂ケース6の面
取り部6Eと4端子コネクタ11の先端面との間にケー
シング1の外部から水,油等が浸入するのを防ぐように
なっている。
Here, the terminal pins 10 protruding from the annular flange portion 8B of the coil bobbins 8 are inserted into the pin insertion portions 11C, and the coils 9 and an external detection circuit are electrically connected. Connected. In addition, the four-terminal connector 11
Is the connector body 1 in the connector insertion hole 1C of the casing 1.
1A is inserted, each terminal pin 10 is inserted into each pin insertion portion 11C, and then the fixing nut 11B is screwed onto the male screw portion 1D1 of the connector mounting portion 1D to be fixed to the casing 1. There is. Then, the annular groove portion 11
The O-ring 11D attached to A2 prevents water, oil, etc. from entering from the outside of the casing 1 between the chamfered portion 6E of the resin case 6 and the tip end surface of the four-terminal connector 11.

【0024】12はケーシング1の位置決め段部1Bと
軸方向で対向するように、ケーシング1の他側に設けら
れた環状の固定部材を示し、該固定部材12は他側の軸
受3に当接することにより樹脂ケース6をケーシング1
内に固定するものである。
Reference numeral 12 denotes an annular fixing member provided on the other side of the casing 1 so as to face the positioning step portion 1B of the casing 1 in the axial direction, and the fixing member 12 contacts the bearing 3 on the other side. This allows the resin case 6 to cover the casing 1.
It is what is fixed inside.

【0025】即ち、前記ケーシング1内に、樹脂ケース
6等を固定するときには、まずケーシング1の他側から
一側に向けて、該ケーシング1の位置決め段部1Bに当
接するように後述する一側の弾性スペーサ14を挿入
し、次に該弾性スペーサ14に当接するよう樹脂ケース
6を挿入し、さらに該樹脂ケース6の他端側に当接する
ように他側の弾性スぺーサ14を挿入し、その後にケー
シング1の他側から固定部材12を挿嵌して他側の軸受
3を軸受部1A内に圧入することにより、ケーシング1
内に位置決めする。このとき各弾性スペーサ14は樹脂
ケース6とケーシング1との間で押圧され、弾性変形状
態で挟装される。
That is, when fixing the resin case 6 and the like in the casing 1, first, one side, which will be described later, is made so as to contact the positioning step portion 1B of the casing 1 from the other side of the casing 1 toward one side. Elastic spacer 14 is inserted, then the resin case 6 is inserted so as to contact the elastic spacer 14, and the elastic spacer 14 on the other side is inserted so as to contact the other end side of the resin case 6. After that, the fixing member 12 is inserted from the other side of the casing 1 and the bearing 3 on the other side is press-fitted into the bearing portion 1A.
Position inside. At this time, each elastic spacer 14 is pressed between the resin case 6 and the casing 1, and is sandwiched in an elastically deformed state.

【0026】13,13はCリングを示し、該各Cリン
グ13は前記磁歪シャフト2と軸受3,3との相対的な
位置決めを行うもので、該各Cリング13は各軸受3の
内輪側を磁歪シャフト2の軸方向に位置決めし、磁歪シ
ャフト2をケーシング1に対して相対回転可能に保持す
る構成となっている。これにより、磁歪シャフト2の磁
気異方性部2A,2Bのスリット4,5と各コア部材7
(各コイル9)とを微小なエアギャップを介して径方向
で対向させている。
Reference numerals 13 and 13 denote C-rings. The C-rings 13 position the magnetostrictive shaft 2 and the bearings 3 and 3 relative to each other. The C-rings 13 are located on the inner ring side of the bearings 3. Is positioned in the axial direction of the magnetostrictive shaft 2, and the magnetostrictive shaft 2 is held so as to be rotatable relative to the casing 1. As a result, the slits 4 and 5 of the magnetic anisotropic portions 2A and 2B of the magnetostrictive shaft 2 and the core members 7 are formed.
(Each coil 9) is made to oppose in a radial direction via a minute air gap.

【0027】14,14は例えばフッ素系ゴム等により
環状に形成された弾性スペーサを示し、該各弾性スペー
サ14のうち、一側の弾性スペーサ14は樹脂ケース6
の一側面,一側のコア部材7の端面とケーシング1の位
置決め段部1Bとの間、他方の弾性スペーサ14は樹脂
ケース6の他側面,他側のコア部材7の端面と固定部材
12との間にそれぞれ挟持され、樹脂ケース6の両端等
に弾性変形状態で押付けられている。
Reference numerals 14 and 14 denote elastic spacers formed of, for example, fluorocarbon rubber in an annular shape. Of the elastic spacers 14, one elastic spacer 14 is the resin case 6.
Between one side surface, the end surface of the core member 7 on one side and the positioning step portion 1B of the casing 1, the other elastic spacer 14 is the other side surface of the resin case 6, the end surface of the core member 7 on the other side, and the fixing member 12. And is pressed against both ends of the resin case 6 in an elastically deformed state.

【0028】本実施例による磁歪式トルクセンサは上述
の如き構成を有するもので、各コイル9に検出回路の発
振器から交流電圧を印加すると、該各コイル9から生じ
た磁束によって各コア部材7から磁歪シャフト2に亘る
磁気回路を形成する。そして、磁歪シャフト2にトルク
が作用すると、各コイル9はスリット4,5によってイ
ンダクタンスが変化するから、各コイル9を含んで構成
されるブリッジ回路から磁歪シャフト2に作用したトル
クに応じた検出信号を得ることができる。
The magnetostrictive torque sensor according to the present embodiment has the above-mentioned structure, and when an AC voltage is applied to each coil 9 from the oscillator of the detection circuit, the magnetic flux generated from each coil 9 causes each core member 7 to move. A magnetic circuit extending over the magnetostrictive shaft 2 is formed. When torque acts on the magnetostrictive shaft 2, the inductance of each coil 9 changes due to the slits 4 and 5. Therefore, a detection signal corresponding to the torque acting on the magnetostrictive shaft 2 from a bridge circuit including each coil 9. Can be obtained.

【0029】而して、本実施例によれば、樹脂ケース6
の軸方向両端側に位置してケーシング1と樹脂ケース6
との間に各弾性スペーサ14を設け、ケーシング1内で
各弾性スペーサ14を弾性変形させるように、ケーシン
グ1内に固定部材12等を介して樹脂ケース6を位置決
めするようにしたから、該各弾性スペーサ14の弾性力
により樹脂ケース6をケーシング1の軸方向両側から均
等な力で押圧でき、樹脂ケース6をケーシング1内で磁
歪シャフト2に対して正確に対向させることができる。
Thus, according to this embodiment, the resin case 6
Located on both axial ends of the casing 1 and the resin case 6
Since the respective elastic spacers 14 are provided between and, and the resin case 6 is positioned in the casing 1 via the fixing member 12 or the like so as to elastically deform each elastic spacer 14 in the casing 1, The elastic force of the elastic spacer 14 allows the resin case 6 to be pressed from both sides in the axial direction of the casing 1 with a uniform force, so that the resin case 6 can be accurately opposed to the magnetostrictive shaft 2 in the casing 1.

【0030】また、自動車等にトルクセンサを実装し、
樹脂ケース6が温度変化や経時劣化等で軸方向に寸法変
化した場合でも、各弾性スペーサ14の弾性覆元力等で
このときの寸法変化分を吸収でき、ケーシング1に対す
る樹脂ケース6の位置ずれを防止できる。
Further, a torque sensor is mounted on an automobile or the like,
Even when the resin case 6 changes in size in the axial direction due to temperature change, deterioration over time, or the like, the elastic cover force of each elastic spacer 14 can absorb the dimensional change at this time, and the position of the resin case 6 relative to the casing 1 shifts. Can be prevented.

【0031】かくして、本実施例によれば、磁歪シャフ
ト2の磁気異方性部2A,2Bと樹脂ケース6内の各コ
ア部材7(各コイル9)との軸方向の位置ずれを長期に
亘って防止できると共に、ケーシング1の軸方向に対す
る樹脂ケース6の振動ガタの発生を防止でき、樹脂ケー
ス6内の各コア部材7等が破損される等の問題を解消で
きる。
Thus, according to this embodiment, the axial misalignment between the magnetic anisotropic portions 2A and 2B of the magnetostrictive shaft 2 and the core members 7 (each coil 9) in the resin case 6 is maintained for a long period of time. It is possible to prevent the vibration of the resin case 6 from occurring in the axial direction of the casing 1 and solve the problem that the core members 7 and the like in the resin case 6 are damaged.

【0032】また、樹脂ケース6は各筒部6Aの両端側
に各環状抜止め部6Cを設けることにより、各コア部材
7を外側から囲繞して該各コア部材7の抜止めを行って
いる。そのため、各コア部材7の端面を完全に覆うよう
に樹脂ケース6を形成する必要がなく、樹脂ケース6の
ボリューム(体積)を減らすことができ、樹脂ケース6
の材料費を削減できると共に、樹脂ケース6の経時劣化
による寸法変化を効果的に低減させることができ、ケー
シング1に対する樹脂ケース6の位置ずれを確実に低減
できる。
Further, the resin case 6 is provided with annular retaining portions 6C on both ends of each tubular portion 6A so as to surround each core member 7 from the outside and prevent each core member 7 from retaining. . Therefore, it is not necessary to form the resin case 6 so as to completely cover the end surface of each core member 7, and the volume (volume) of the resin case 6 can be reduced.
The material cost can be reduced, and the dimensional change of the resin case 6 due to deterioration over time can be effectively reduced, and the positional deviation of the resin case 6 with respect to the casing 1 can be reliably reduced.

【0033】さらに、ケーシング1の位置決め段部1
B,固定部材12と樹脂ケース6の両端側,各コア部材
7の端面との間は各弾性スペーサ14により液密にシー
ルされているから、水,油等がケーシング1の内周面と
樹脂ケース6との間に浸入するのを防止でき、各端子ピ
ン10間のショート事故をなくし、コイル9の断線等の
問題を解消できる。
Further, the positioning step portion 1 of the casing 1
B, since the elastic spacers 14 liquid-tightly seal between the fixing member 12 and both end sides of the resin case 6 and the end faces of the core members 7, water, oil, etc. are kept from the inner peripheral surface of the casing 1 and the resin. It is possible to prevent invasion into the space between the case 6 and each other, eliminate a short-circuit accident between the terminal pins 10, and solve problems such as disconnection of the coil 9.

【0034】従って、本実施例では、樹脂ケース6の寸
法が温度変化等で変わったときでも、ケーシング1内で
樹脂ケース6がガタついたり、各コア部材7(各コイル
9)が軸方向に位置ずれしたりするのを防止でき、長期
に亘りトルクを高精度に検出できる。
Therefore, in the present embodiment, even when the dimensions of the resin case 6 change due to temperature changes or the like, the resin case 6 rattles in the casing 1 and the core members 7 (each coil 9) move in the axial direction. Positional deviation can be prevented, and torque can be detected with high accuracy for a long period of time.

【0035】次に、図3は本発明の第2の実施例を示
し、本実施例では前記第1の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとするに、
本実施例の特徴は、ケーシング1内に設ける樹脂ケース
21を、筒部21A、環状凸部21Bおよび各環状鍔部
21Cとから断面E字状に形成し、該環状凸部21Bと
各環状鍔部21Cとの間に各コア部材22を配設すると
共に、各環状鍔部21Cの端面に環状の各弾性スペーサ
23を弾性変形状態で当接させる構成としたことにあ
る。
Next, FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. To do
The feature of this embodiment is that the resin case 21 provided in the casing 1 is formed in an E-shaped cross section from the cylindrical portion 21A, the annular convex portion 21B and the respective annular flange portions 21C, and the annular convex portion 21B and the respective annular flange portions are formed. The respective core members 22 are arranged between the portions 21C and the annular elastic spacers 23 are elastically abutted against the end faces of the annular collar portions 21C.

【0036】ここで、樹脂ケース21は各環状鍔部21
Cを除いて前記第1の実施例で述べた樹脂ケース6と同
様に形成され、各端子ピン穴21Dおよび面取り部21
Eを有している。そして、樹脂ケース21の各環状鍔部
21Cは筒部21Aの軸方向両端から磁歪シャフト2に
向けて径方向に突出し、環状凸部21Bとの間で各コア
部材22の端面を囲繞している。また該各コア部材22
は前記第1の実施例で述べた各コア部材7とほぼ同様
に、断面L字状のコア片22A,22Aを衝合すること
により形成され、V字状のスリット22Bを有してい
る。さらに、各弾性スペーサ23は前記第1の実施例で
述べた弾性スペーサ14と同様に形成され、ケーシング
1内に樹脂ケース21を弾性的に位置決めしている。
Here, the resin case 21 is provided with each annular flange 21.
Except for C, it is formed in the same manner as the resin case 6 described in the first embodiment, and each terminal pin hole 21D and chamfered portion 21 is formed.
Have E. Then, each annular flange portion 21C of the resin case 21 radially projects from both axial ends of the tubular portion 21A toward the magnetostrictive shaft 2, and surrounds the end surface of each core member 22 with the annular convex portion 21B. . In addition, each core member 22
Is formed by abutting the core pieces 22A, 22A having an L-shaped cross-section, as in the core members 7 described in the first embodiment, and has a V-shaped slit 22B. Further, each elastic spacer 23 is formed similarly to the elastic spacer 14 described in the first embodiment, and elastically positions the resin case 21 in the casing 1.

【0037】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第1の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、樹脂ケース21内に
各コア部材22等を完全に囲繞でき、外部からの振動等
に対して各コア部材22をより効果的に保護できる。
Thus, in this embodiment having such a structure, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment, but in this embodiment, in particular, each core member 22 is provided in the resin case 21. Etc. can be completely surrounded, and each core member 22 can be protected more effectively against external vibration and the like.

【0038】なお、前記各実施例では、各コイル9と検
出回路とを接続するために、各端子ピン10を4端子コ
ネクタ11の各ピン挿嵌部11Cに挿嵌するものとして
述べたが、本発明はこれに限らず、検出回路をケーシン
グ1の外側に取付け、コイルの導線を半田付け等の手段
を用して直接検出回路に接続するような構成にしてもよ
い。
In the above embodiments, the terminal pins 10 are inserted into the pin insertion portions 11C of the 4-terminal connector 11 in order to connect the coils 9 to the detection circuit. The present invention is not limited to this, and the detection circuit may be attached to the outside of the casing 1 and the coil lead wire may be directly connected to the detection circuit by means of soldering or the like.

【0039】さらに、前記各実施例では、2コイル式の
磁歪式コイルセンサを例に挙げて説明したが、本発明は
これに限らず、例えば4コイル式の磁歪式トルクセンサ
に用いてもよい。この場合には4個のコア部材を樹脂ケ
ースで一体に樹脂モールドする構成とすればよい。
Further, in each of the above embodiments, the two-coil type magnetostrictive coil sensor has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and may be used in a four-coil type magnetostrictive torque sensor, for example. . In this case, the four core members may be integrally resin-molded with a resin case.

【0040】さらにまた、前記各実施例では、自動車用
エンジンのトルク検出に用いた場合を例に挙げて説明し
たが、電動モータの回転トルク等の他のトルク検出にも
用いることができる。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the case where the invention is used for detecting the torque of the automobile engine has been described as an example, but the invention can be used for detecting other torque such as the rotational torque of the electric motor.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば、ケ
ーシングと樹脂ケースの両端側との間に、弾性スペーサ
をそれぞれ設け、該各弾性スペーサを弾性変形させた状
態で樹脂ケースの位置決めを行うようにしたから、温度
変化や経時劣化等により樹脂ケースに寸法変化が発生し
た場合でも、この樹脂ケースの寸法変化分を各弾性スペ
ーサにより吸収でき、樹脂ケース内のコア部材やコイル
等が磁歪シャフトの磁気異方性部に対して軸方向に位置
ずれするのを確実に防止できる。また、ケーシング内で
樹脂ケースが振動したり、ガタついたりするのを各弾性
スペーサの弾性力で緩衝でき、コア部材,コイルボビン
の破損を確実に防止できる。
As described above in detail, according to the present invention, elastic spacers are provided between the casing and both ends of the resin case, and the resin case is positioned in a state where the elastic spacers are elastically deformed. Therefore, even if a dimensional change occurs in the resin case due to temperature change or deterioration over time, the dimensional change of the resin case can be absorbed by each elastic spacer, and the core member or coil inside the resin case It is possible to reliably prevent axial displacement with respect to the magnetic anisotropic portion of the magnetostrictive shaft. Further, the vibration and rattling of the resin case inside the casing can be buffered by the elastic force of each elastic spacer, and the core member and the coil bobbin can be reliably prevented from being damaged.

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

【図1】本発明の第1の実施例による磁歪式トルクセン
サを示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a magnetostrictive torque sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1中の要部を示す拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main part in FIG.

【図3】本発明の第2の実施例による磁歪式トルクセン
サを示す縦断面図である。
FIG. 3 is a vertical sectional view showing a magnetostrictive torque sensor according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 2 磁歪シャフト 6,21 樹脂ケース 7,22 コア部材 8 コイルボビン 9 コイル 14,23 弾性スペーサ 1 Casing 2 Magnetostrictive shaft 6,21 Resin case 7,22 Core member 8 Coil bobbin 9 Coil 14,23 Elastic spacer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 筒状のケーシングと、該ケーシング内に
軸受を介して回転自在に支持され、磁気異方性部が形成
された磁歪シャフトと、該磁歪シャフトの外周側を取り
囲むように前記ケーシング内に設けられ、少なくとも一
対のコア部材,コイルボビン,励磁および検出コイルを
樹脂モールドにより一体化して囲繞した筒状の樹脂ケー
スと、該樹脂ケースの軸方向両端側に位置し、該樹脂ケ
ースとケーシングとの間に弾性変形状態で配設された複
数の弾性スペーサとから構成してなる磁歪式トルクセン
サ。
1. A tubular casing, a magnetostrictive shaft rotatably supported in the casing via bearings and having a magnetic anisotropic portion, and the casing so as to surround the outer peripheral side of the magnetostrictive shaft. A cylindrical resin case which is provided inside and surrounds at least a pair of core member, coil bobbin, excitation and detection coils integrally by resin molding, and the resin case and the casing which are located at both axial ends of the resin case. A magnetostrictive torque sensor including a plurality of elastic spacers disposed between and in an elastically deformed state.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106052918A (en) * 2015-04-14 2016-10-26 日立金属株式会社 Torque sensor
US10983019B2 (en) 2019-01-10 2021-04-20 Ka Group Ag Magnetoelastic type torque sensor with temperature dependent error compensation
US11486776B2 (en) 2016-12-12 2022-11-01 Kongsberg Inc. Dual-band magnetoelastic torque sensor
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