JPH07198509A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
- Publication number
- JPH07198509A JPH07198509A JP33585093A JP33585093A JPH07198509A JP H07198509 A JPH07198509 A JP H07198509A JP 33585093 A JP33585093 A JP 33585093A JP 33585093 A JP33585093 A JP 33585093A JP H07198509 A JPH07198509 A JP H07198509A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- amorphous magnetic
- housing
- torque sensor
- yoke
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転軸に伝わるトルクを検出するトルクセン
サにおける零点ドリフトの改善を目的とする。 【構成】 回転可能な軸１の表面にトルクに応じて磁歪
が変化する非晶質金属２と、この非晶質金属合金２に接
しない位置にコイル５を巻回する。コイル５はハウジン
グ３の内面に設けられた穴１４ａ，１４ｂとヨーク８に
設けた左右対称に穴１３ａ，１３ｂとが嵌まり合う構成
により、零点ドリフトおよび耐久性の向上したトルクセ
ンサが提供できる。
サにおける零点ドリフトの改善を目的とする。 【構成】 回転可能な軸１の表面にトルクに応じて磁歪
が変化する非晶質金属２と、この非晶質金属合金２に接
しない位置にコイル５を巻回する。コイル５はハウジン
グ３の内面に設けられた穴１４ａ，１４ｂとヨーク８に
設けた左右対称に穴１３ａ，１３ｂとが嵌まり合う構成
により、零点ドリフトおよび耐久性の向上したトルクセ
ンサが提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転軸に伝わるトルク
を非接触に検出できるトルクセンサに関するものであ
る。
を非接触に検出できるトルクセンサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、外力を受けた時に生じる歪を、歪
によって磁気特性の変化する材料を用いて透磁率変化に
変換し、これをコイルのインダクタンス変化として検出
することが多くなされてきた。また、非晶質磁性金属の
励磁および検出感度の向上が期待できることから磁気ヨ
ークを設け、軸上の非晶質磁性金属に対向させたものも
いくつかある。
によって磁気特性の変化する材料を用いて透磁率変化に
変換し、これをコイルのインダクタンス変化として検出
することが多くなされてきた。また、非晶質磁性金属の
励磁および検出感度の向上が期待できることから磁気ヨ
ークを設け、軸上の非晶質磁性金属に対向させたものも
いくつかある。
【０００３】例えば、特開平１−１８７４２４号公報に
開示されているトルクセンサがこの例に当たる。このト
ルクセンサは、図６に示すような構造を有する。図６に
おいて、１は回転可能に支持された軸、２ａ，２ｂは軸
１の表面に接着された磁歪を有する非晶質磁性金属帯で
ある。３ａは軸１と同心円状に非晶質磁性金属帯２ａ，
２ｂを囲むように配置された非磁性材で円筒状に形成さ
れたハウジングである。６ａは非磁性材で形成された円
筒状のコイルボビン、７ａ，７ｂはその外側に配置され
たコイル、８ａは軸１と同心円状に配置された強磁性材
で形成された円筒状のヨークである。また、コイルボビ
ン６ａ、コイル７ａ、樹脂、ヨーク８ａで構成される部
分は左検出部１５ａ、コイルボビン６ａ、コイル７ｂ、
樹脂、ヨーク８ａで構成される部分は右検出部１５ｂで
ある。このコイルボビン６ａとヨーク８ａはハウジング
３ａに装着された後に固定される。軸１にトルクが伝わ
ると、その表面に歪が発生し、それに伴い非晶質磁性金
属帯２ａ，２ｂも歪む。この磁歪の逆効果により透磁率
が変化し、コイル４ａ，４ｂの自己インダクタンスが変
化する。この変化を、検出回路により測定しトルクを検
出していた。
開示されているトルクセンサがこの例に当たる。このト
ルクセンサは、図６に示すような構造を有する。図６に
おいて、１は回転可能に支持された軸、２ａ，２ｂは軸
１の表面に接着された磁歪を有する非晶質磁性金属帯で
ある。３ａは軸１と同心円状に非晶質磁性金属帯２ａ，
２ｂを囲むように配置された非磁性材で円筒状に形成さ
れたハウジングである。６ａは非磁性材で形成された円
筒状のコイルボビン、７ａ，７ｂはその外側に配置され
たコイル、８ａは軸１と同心円状に配置された強磁性材
で形成された円筒状のヨークである。また、コイルボビ
ン６ａ、コイル７ａ、樹脂、ヨーク８ａで構成される部
分は左検出部１５ａ、コイルボビン６ａ、コイル７ｂ、
樹脂、ヨーク８ａで構成される部分は右検出部１５ｂで
ある。このコイルボビン６ａとヨーク８ａはハウジング
３ａに装着された後に固定される。軸１にトルクが伝わ
ると、その表面に歪が発生し、それに伴い非晶質磁性金
属帯２ａ，２ｂも歪む。この磁歪の逆効果により透磁率
が変化し、コイル４ａ，４ｂの自己インダクタンスが変
化する。この変化を、検出回路により測定しトルクを検
出していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の構成のト
ルクセンサではコイルボビン６ａ、ヨーク８ａ、ハウジ
ング３ａ、それぞれの熱膨張係数の違いによりヨーク８
ａが受ける応力を軽減するために、コイルボビン６ａ、
ヨーク８ａ、ハウジング３ａ間にクリアランスが設けら
れている。そのため、低粘度の樹脂で固定しようとする
と偏心が生じ各部品の相対位置関係を均一にできない。
したがって、室温でも各部品の相対位置関係を均一に固
定できるよう高粘度の樹脂をヨーク８ａ、ハウジング３
ａの内面に均一に塗布しておき、コイルボビン６ａ、ヨ
ーク８ａをハウジング３ａにそれぞれ挿入し装着固定し
ていた。しかし、この構造ではコイルボビン６ａ、ヨー
ク８ａ、ハウジング３ａ間の樹脂が挿入時の各部品の変
動により不均一塗布されてしまい、左右検出部１５ａ，
１５ｂの樹脂の塗布量の違いにより温度が変化した時に
左右検出部で熱膨張量の違いが生じ、トルクセンサの出
力の零点温度ドリフトが悪いという課題を有していた。
ルクセンサではコイルボビン６ａ、ヨーク８ａ、ハウジ
ング３ａ、それぞれの熱膨張係数の違いによりヨーク８
ａが受ける応力を軽減するために、コイルボビン６ａ、
ヨーク８ａ、ハウジング３ａ間にクリアランスが設けら
れている。そのため、低粘度の樹脂で固定しようとする
と偏心が生じ各部品の相対位置関係を均一にできない。
したがって、室温でも各部品の相対位置関係を均一に固
定できるよう高粘度の樹脂をヨーク８ａ、ハウジング３
ａの内面に均一に塗布しておき、コイルボビン６ａ、ヨ
ーク８ａをハウジング３ａにそれぞれ挿入し装着固定し
ていた。しかし、この構造ではコイルボビン６ａ、ヨー
ク８ａ、ハウジング３ａ間の樹脂が挿入時の各部品の変
動により不均一塗布されてしまい、左右検出部１５ａ，
１５ｂの樹脂の塗布量の違いにより温度が変化した時に
左右検出部で熱膨張量の違いが生じ、トルクセンサの出
力の零点温度ドリフトが悪いという課題を有していた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】回転軸の表面に前記軸の
長手方向に対し４５°および−４５°をなす方向に複数
スリットが形成された磁歪を有する非晶質磁性合金と、
前記非晶質磁性合金の外側に一定空隙を介してコイルボ
ビンに巻かれたコイルと、前記コイルボビンの外周に、
磁歪定数が小さくかつ左右対称に穴が少なくとも１ヶ所
設けられた非晶質磁性合金薄帯ヨークが低粘度の樹脂に
より穴の設けられたハウジング内に固着され、前記回転
軸に伝わるトルクにより軸表面に発生する歪の変化を非
晶質磁性合金の逆磁歪効果による透磁率変化を介して前
記コイルの自己インダクタンス変化として検出する電気
的手段を有するものである。
長手方向に対し４５°および−４５°をなす方向に複数
スリットが形成された磁歪を有する非晶質磁性合金と、
前記非晶質磁性合金の外側に一定空隙を介してコイルボ
ビンに巻かれたコイルと、前記コイルボビンの外周に、
磁歪定数が小さくかつ左右対称に穴が少なくとも１ヶ所
設けられた非晶質磁性合金薄帯ヨークが低粘度の樹脂に
より穴の設けられたハウジング内に固着され、前記回転
軸に伝わるトルクにより軸表面に発生する歪の変化を非
晶質磁性合金の逆磁歪効果による透磁率変化を介して前
記コイルの自己インダクタンス変化として検出する電気
的手段を有するものである。
【０００６】
【作用】この構成によりヨークに非晶質磁性合金薄帯を
用いコイルボビンに固着しコイルボビンをハウジング内
にしまりばめ状態に組立てた後、あらかじめハウジング
に設けられた穴から低粘度の樹脂を流し込むため、各部
品間に樹脂を均一塗布でき相対位置関係を均一に保つこ
とができる。よって、トルクセンサ出力の零点温度ドリ
フトが改善される。
用いコイルボビンに固着しコイルボビンをハウジング内
にしまりばめ状態に組立てた後、あらかじめハウジング
に設けられた穴から低粘度の樹脂を流し込むため、各部
品間に樹脂を均一塗布でき相対位置関係を均一に保つこ
とができる。よって、トルクセンサ出力の零点温度ドリ
フトが改善される。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明の一実施例におけるトルクセ
ンサの切り欠き断面図である。図１において、１は回転
力を伝達するための軸であり、この軸１は強磁性材で中
央部分に非晶質磁性金属２が周方向に接着されている。
非晶質磁性金属２にはエッチングにより軸１の長手方向
に対し４５°と−４５°方向にスリットが形成してあ
る。３は軸１と同心円状に、非晶質磁性金属２が設けら
れている部分を中心にして非磁性材で円筒状に形成され
たハウジングである。そして、ハウジング３の両端部の
内面と軸１との間には、それぞれボールベアリング４が
挿設されている。このハウジング３内には、軸１と同心
円状に、非晶質磁性金属２が設けられている部分を中心
にしてコイル部５が装着されている。コイル部５は、テ
フロン製のコイルボビン６とコイル７ａ，７ｂと非晶質
磁性合金薄帯ヨーク８とで構成されている。非晶質磁性
合金薄帯８は磁歪定数が小さくかつ左右対称に穴１４
ａ，１４ｂが少なくとも１ヶ所設けられている。本実施
例では、非晶質磁性合金薄帯８としてＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ
−Ｂ−Ｓｉ系非晶質磁性合金薄帯を用いている。
ンサの切り欠き断面図である。図１において、１は回転
力を伝達するための軸であり、この軸１は強磁性材で中
央部分に非晶質磁性金属２が周方向に接着されている。
非晶質磁性金属２にはエッチングにより軸１の長手方向
に対し４５°と−４５°方向にスリットが形成してあ
る。３は軸１と同心円状に、非晶質磁性金属２が設けら
れている部分を中心にして非磁性材で円筒状に形成され
たハウジングである。そして、ハウジング３の両端部の
内面と軸１との間には、それぞれボールベアリング４が
挿設されている。このハウジング３内には、軸１と同心
円状に、非晶質磁性金属２が設けられている部分を中心
にしてコイル部５が装着されている。コイル部５は、テ
フロン製のコイルボビン６とコイル７ａ，７ｂと非晶質
磁性合金薄帯ヨーク８とで構成されている。非晶質磁性
合金薄帯８は磁歪定数が小さくかつ左右対称に穴１４
ａ，１４ｂが少なくとも１ヶ所設けられている。本実施
例では、非晶質磁性合金薄帯８としてＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ
−Ｂ−Ｓｉ系非晶質磁性合金薄帯を用いている。
【０００８】コイルボビン６の外周面で非晶質磁性金属
２ａ，２ｂに対向する部分には、溝９ａ，９ｂが周方向
にそれぞれ形成されており、これら溝９ａ，９ｂ内には
巻数の等しいコイル７ａ，７ｂがそれぞれ巻いてある。
これらコイル７ａ，７ｂの終端はハウジング３外に導か
れ検出回路に結合してある。上記コイルボビン６の外側
には、非晶質磁性合金薄帯ヨーク８が低粘度の樹脂１０
を用いコイル７ａ，７ｂとコイルボビン６に固着されて
いる。本実施例では粘度が０．２Ｐａ・ｓ（室温）と低
粘度のシリコーン樹脂を用いたが、含浸性および部品と
の付着性がよい樹脂であればよい。
２ａ，２ｂに対向する部分には、溝９ａ，９ｂが周方向
にそれぞれ形成されており、これら溝９ａ，９ｂ内には
巻数の等しいコイル７ａ，７ｂがそれぞれ巻いてある。
これらコイル７ａ，７ｂの終端はハウジング３外に導か
れ検出回路に結合してある。上記コイルボビン６の外側
には、非晶質磁性合金薄帯ヨーク８が低粘度の樹脂１０
を用いコイル７ａ，７ｂとコイルボビン６に固着されて
いる。本実施例では粘度が０．２Ｐａ・ｓ（室温）と低
粘度のシリコーン樹脂を用いたが、含浸性および部品と
の付着性がよい樹脂であればよい。
【０００９】なお、コイル部５はハウジング３内に次の
ようにして固定されている。すなわち、ハウジング３の
内面には固定用凸部１１が形成されており、この固定用
凸部１１に固定されるようにコイル部５をハウジング３
内にしまりばめ状態に組立てた後に固定用凸部１１と同
一形状、材質のスペーサリング１２を介してボールベア
リング４の外側レースをハウジング３に固定することに
よってコイル部５が軸方向に動かないようにしている。
ようにして固定されている。すなわち、ハウジング３の
内面には固定用凸部１１が形成されており、この固定用
凸部１１に固定されるようにコイル部５をハウジング３
内にしまりばめ状態に組立てた後に固定用凸部１１と同
一形状、材質のスペーサリング１２を介してボールベア
リング４の外側レースをハウジング３に固定することに
よってコイル部５が軸方向に動かないようにしている。
【００１０】次に、図２に示すようにハウジング３にあ
らかじめ設けた穴１３ａ，１３ｂを通して低粘度の樹脂
１０を流し込み、その後樹脂の固化を実施した。
らかじめ設けた穴１３ａ，１３ｂを通して低粘度の樹脂
１０を流し込み、その後樹脂の固化を実施した。
【００１１】図３は本発明のトルクセンサの出力の温度
特性を示している。図３において、横軸はトルク、縦軸
はトルクセンサの出力電圧を示し関係を示している。実
線は−３０℃，２０℃，８０℃での結果を示す。比較の
ため、円筒状ヨークを高粘度の樹脂にて接着した従来の
トルクセンサでの−３０℃，２０℃，８０℃での結果を
図４に示す。また、ヨーク８に穴を設けないトルクセン
サ（従来例）と本発明のトルクセンサ（実施例）の零点
温度ドリフトの比較を図５に示す。本発明によるトルク
センサは各部品をハウジング３内に装着した後、ハウジ
ング３に設けた穴１３ａ，１３ｂとヨーク８に設けた穴
１４ａ，１４ｂより低粘度の樹脂１０を流し込むことに
より各部品の相対位置関係を均一に保つことができ零点
温度ドリフトが大きく改善されている。この他にヨーク
８の接着強度も向上し耐久性が改善された。
特性を示している。図３において、横軸はトルク、縦軸
はトルクセンサの出力電圧を示し関係を示している。実
線は−３０℃，２０℃，８０℃での結果を示す。比較の
ため、円筒状ヨークを高粘度の樹脂にて接着した従来の
トルクセンサでの−３０℃，２０℃，８０℃での結果を
図４に示す。また、ヨーク８に穴を設けないトルクセン
サ（従来例）と本発明のトルクセンサ（実施例）の零点
温度ドリフトの比較を図５に示す。本発明によるトルク
センサは各部品をハウジング３内に装着した後、ハウジ
ング３に設けた穴１３ａ，１３ｂとヨーク８に設けた穴
１４ａ，１４ｂより低粘度の樹脂１０を流し込むことに
より各部品の相対位置関係を均一に保つことができ零点
温度ドリフトが大きく改善されている。この他にヨーク
８の接着強度も向上し耐久性が改善された。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、各部品をハウジング内に装着した後、ハ
ウジングとヨークに設けた穴より低粘度の樹脂を流し込
むことにより各部品間に樹脂を均一塗布でき相対位置関
係を均一に保つことができトルクセンサの零点温度ドリ
フトが大きく改善されるほか、トルクセンサの耐久性が
改善できる。
に、本発明は、各部品をハウジング内に装着した後、ハ
ウジングとヨークに設けた穴より低粘度の樹脂を流し込
むことにより各部品間に樹脂を均一塗布でき相対位置関
係を均一に保つことができトルクセンサの零点温度ドリ
フトが大きく改善されるほか、トルクセンサの耐久性が
改善できる。
【図１】本発明の一実施例におけるトルクセンサの断面
図
図
【図２】同要部であるヨークの断面図
【図３】同出力電圧零点ドリフトとの関係を示す図
【図４】従来の出力電圧−零点ドリフトとの関係を示す
図
図
【図５】従来例と本発明のトルクセンサ実施例の零点温
度ドリフトの比較を示す図
度ドリフトの比較を示す図
【図６】従来例のトルクセンサの断面図
１ 軸 ２ 非晶質磁性金属 ３ ハウジング ５ コイル部 ６ コイルボビン ７ａ，７ｂ コイル ８ ヨーク １３ａ，１３ｂ ハウジング３に設けた穴 １４ａ，１４ｂ ヨーク８に設けられた穴
Claims (1)
- 【請求項１】 回転可能に支持された回転軸の表面に前
記回転軸の長手方向に対し４５°および−４５°をなす
方向に複数スリットが形成され磁歪を有する非晶質磁性
合金と前記回転軸の同心円状に前記非晶質磁性合金の外
側の接しない位置にコイルボビンに巻かれたコイルと、
内部に前記コイルの外側に左右対称に穴が少なくとも１
ヶ所設けられた磁歪定数の小さい非晶質磁性合金薄帯ヨ
ークが穴の設けられたハウジングと、前記回転軸に伝わ
るトルクにより回転軸表面に発生する歪の変化を前記非
晶質磁性合金の逆磁歪効果により透磁率変化を前記コイ
ルの自己インダクタンス変化として検出する電気的手段
とを有するトルクセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33585093A JPH07198509A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33585093A JPH07198509A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | トルクセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07198509A true JPH07198509A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=18293094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33585093A Pending JPH07198509A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07198509A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100398700B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2003-09-19 | 주식회사 만도 | 차량용 토크감지장치 |
| WO2023167145A1 (ja) * | 2022-03-01 | 2023-09-07 | 日本精工株式会社 | トルク測定装置 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33585093A patent/JPH07198509A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100398700B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2003-09-19 | 주식회사 만도 | 차량용 토크감지장치 |
| WO2023167145A1 (ja) * | 2022-03-01 | 2023-09-07 | 日本精工株式会社 | トルク測定装置 |
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