JPH0721433B2 - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
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- JPH0721433B2 JPH0721433B2 JP7226988A JP7226988A JPH0721433B2 JP H0721433 B2 JPH0721433 B2 JP H0721433B2 JP 7226988 A JP7226988 A JP 7226988A JP 7226988 A JP7226988 A JP 7226988A JP H0721433 B2 JPH0721433 B2 JP H0721433B2
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Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトルクセンサに関し、更に詳述すればトルクを
高感度に検出できるトルクセンサを提案するものであ
る。
高感度に検出できるトルクセンサを提案するものであ
る。
自動車の操舵輪を操作する力を補助するパワーステアリ
ング装置として電動式のものが開発されつつある。これ
は操舵輪に加えられたトルクを検出し、その検出トルク
に応じて、操舵機構に設けている電動機を駆動して操舵
機構を駆動する力を補助する構造となっている。
ング装置として電動式のものが開発されつつある。これ
は操舵輪に加えられたトルクを検出し、その検出トルク
に応じて、操舵機構に設けている電動機を駆動して操舵
機構を駆動する力を補助する構造となっている。
第７図は歯部の対向面積の変化に基づきトルクを検出す
るトルクセンサの構造を示す半截断面図である。入力軸
１は、図示しない操舵輪を取付けている上部軸1aと、操
舵機構が取付けられている下部軸1cとをトーションバー
1bを介して同軸的に連結しており、上部軸1aは車体に取
付ける筒状のケース２に軸受３を介して回転自在に支持
されている。上部軸1aの下端部（図面左側）には非磁性
体の第１スリーブ4aを外嵌固着し、その外周に磁性体の
第1,第２の円筒5,6を軸方向に適長離隔して外嵌固着し
てある。
るトルクセンサの構造を示す半截断面図である。入力軸
１は、図示しない操舵輪を取付けている上部軸1aと、操
舵機構が取付けられている下部軸1cとをトーションバー
1bを介して同軸的に連結しており、上部軸1aは車体に取
付ける筒状のケース２に軸受３を介して回転自在に支持
されている。上部軸1aの下端部（図面左側）には非磁性
体の第１スリーブ4aを外嵌固着し、その外周に磁性体の
第1,第２の円筒5,6を軸方向に適長離隔して外嵌固着し
てある。
第１の円筒５は上下端縁が入力軸１の軸心に垂直な平面
となっている。第２の円筒６は第１の円筒５と対向する
上端縁が円筒５の下端縁と平行して対向しており、下端
縁には短形状の多数の歯部6a,6a…を等ピッチで周方向
に形成している。
となっている。第２の円筒６は第１の円筒５と対向する
上端縁が円筒５の下端縁と平行して対向しており、下端
縁には短形状の多数の歯部6a,6a…を等ピッチで周方向
に形成している。
この歯部6aの歯幅寸法は、歯部6a,6a間の切欠部6bの幅
寸法に略等しく選定されている。
寸法に略等しく選定されている。
下部軸1cの上端部（図面右側）には非磁性体の第２スリ
ーブ4bを外嵌固着し、その外周に磁性体の第３の円筒７
を外嵌固着してある。この円筒７の上端縁には、円筒６
に形成した歯部6aと同一幅、同一形状、同ピッチとした
多数の歯部7a,7a…を形成している。そしてこれらの円
筒6,7の歯部6a,7aは、トーションバー1bにトルクが作用
していない場合には、歯幅の適宜長さ部分で対向してい
る。
ーブ4bを外嵌固着し、その外周に磁性体の第３の円筒７
を外嵌固着してある。この円筒７の上端縁には、円筒６
に形成した歯部6aと同一幅、同一形状、同ピッチとした
多数の歯部7a,7a…を形成している。そしてこれらの円
筒6,7の歯部6a,7aは、トーションバー1bにトルクが作用
していない場合には、歯幅の適宜長さ部分で対向してい
る。
ケース２の内側には断面コ字状をしており内フランジを
有する磁性体の筒体8A,8Bを内嵌固着してある。この筒
体8Aは前記円筒5,6に跨がる長さ寸法を有し、その軸長
方向中央部を円筒5,6の対向位置とし、また筒体8Bは前
記筒体6,7に跨がる長さ寸法を有し、その軸長方向中央
部を円筒6,7の対向位置として配設されている。筒体8A,
8Bにはその周方向に沿って夫々温度補償コイル21、磁気
結合検出コイル23を巻回している。これらの温度補償コ
イル21、磁気結合検出コイル23は図示しない発振器に接
続することにより筒体8Aは円筒5,6と、筒体8Bは円筒6,7
と夫々磁気回路を構成する。
有する磁性体の筒体8A,8Bを内嵌固着してある。この筒
体8Aは前記円筒5,6に跨がる長さ寸法を有し、その軸長
方向中央部を円筒5,6の対向位置とし、また筒体8Bは前
記筒体6,7に跨がる長さ寸法を有し、その軸長方向中央
部を円筒6,7の対向位置として配設されている。筒体8A,
8Bにはその周方向に沿って夫々温度補償コイル21、磁気
結合検出コイル23を巻回している。これらの温度補償コ
イル21、磁気結合検出コイル23は図示しない発振器に接
続することにより筒体8Aは円筒5,6と、筒体8Bは円筒6,7
と夫々磁気回路を構成する。
そして、磁気結合検出コイル23には円筒６の歯部6aと円
筒７の歯部7aとの対向面積、つまり磁気結合状態に相応
する電圧を誘起する。そのため、上部軸1aを回転させて
トーションバー1bが捩じれると、円筒６の歯部6aと円筒
７の歯部7aとの対向面積が変化して、磁気結合検出コイ
ル23に誘起した電圧からトーションバー1bに作用したト
ルクを検出することになる。
筒７の歯部7aとの対向面積、つまり磁気結合状態に相応
する電圧を誘起する。そのため、上部軸1aを回転させて
トーションバー1bが捩じれると、円筒６の歯部6aと円筒
７の歯部7aとの対向面積が変化して、磁気結合検出コイ
ル23に誘起した電圧からトーションバー1bに作用したト
ルクを検出することになる。
ところで磁気結合検出コイル23に誘起する電圧の大きさ
は、第８図に示すように円筒６と７との相対回転角度に
よって変わる。つまり、円筒６の歯部6aと円筒７の歯部
7aとが非対向である相対回転角度Ｐにおいて誘起する電
圧はVPで最小となる。また歯部6aと7aとが歯幅の1/2の
部分で対向している相対回転角度Ｒにおいて誘起する電
圧はVRとなり更に、歯部6aと7aとが完全に対向している
相対回転角度Ｔにおいて誘起する電圧はVTで最大とな
る。また相対回転角度Q,Sにおいて誘起する夫々の電圧
は前記電圧VPの大きさより若干大きいVQとVTの大きさよ
り若干小さいVSとなる。このように円筒の相対回転角度
に対応して、磁気結合検出コイル23に誘起する電圧の大
きさが正弦波状に変化して、相対回転角度により電圧の
変化率が異なる。
は、第８図に示すように円筒６と７との相対回転角度に
よって変わる。つまり、円筒６の歯部6aと円筒７の歯部
7aとが非対向である相対回転角度Ｐにおいて誘起する電
圧はVPで最小となる。また歯部6aと7aとが歯幅の1/2の
部分で対向している相対回転角度Ｒにおいて誘起する電
圧はVRとなり更に、歯部6aと7aとが完全に対向している
相対回転角度Ｔにおいて誘起する電圧はVTで最大とな
る。また相対回転角度Q,Sにおいて誘起する夫々の電圧
は前記電圧VPの大きさより若干大きいVQとVTの大きさよ
り若干小さいVSとなる。このように円筒の相対回転角度
に対応して、磁気結合検出コイル23に誘起する電圧の大
きさが正弦波状に変化して、相対回転角度により電圧の
変化率が異なる。
前述したように従来のトルクセンサは、円筒6,7の相対
回転角度に関連して磁気結合検出コイル23に誘起する電
圧によりトルクが検出される。
回転角度に関連して磁気結合検出コイル23に誘起する電
圧によりトルクが検出される。
しかし、磁気結合検出コイル23に誘起する電圧は、円筒
６の歯部6aと円筒７の歯部7aとが対向しない状態又は完
全に対向した状態になる近傍の相対回転角度において
は、第８図に示すように磁気結合検出コイル23の誘起電
圧特性が湾曲していて磁気結合検出コイル23に誘起する
電圧の変化率が少なく、かつ直線性が悪くなる。したが
って、トルクセンサを構成した場合に、その個々につい
て円筒６の歯部6aと円筒７の歯部7aとの対向状態が異な
ると、同じ相対回転角度であっても磁気結合検出コイル
23に誘起する電圧の変化率がトルクセンサ個々について
異なり検出感度がばらつく。また、相対回転角度により
磁気結合検出コイル23に誘起する電圧の変化率が異なっ
てトルクを常に高感度に検出できず、かつ左右差が大き
くなり操舵フィーリングが悪くなるという問題がある。
６の歯部6aと円筒７の歯部7aとが対向しない状態又は完
全に対向した状態になる近傍の相対回転角度において
は、第８図に示すように磁気結合検出コイル23の誘起電
圧特性が湾曲していて磁気結合検出コイル23に誘起する
電圧の変化率が少なく、かつ直線性が悪くなる。したが
って、トルクセンサを構成した場合に、その個々につい
て円筒６の歯部6aと円筒７の歯部7aとの対向状態が異な
ると、同じ相対回転角度であっても磁気結合検出コイル
23に誘起する電圧の変化率がトルクセンサ個々について
異なり検出感度がばらつく。また、相対回転角度により
磁気結合検出コイル23に誘起する電圧の変化率が異なっ
てトルクを常に高感度に検出できず、かつ左右差が大き
くなり操舵フィーリングが悪くなるという問題がある。
本発明は前述した問題に鑑み、磁気結合検出コイルに誘
起する電圧の変化率が大きくしかも安定して得られ、ト
ルクが高感度に検出でき、かつ左右差がなく操舵フィー
リングの良いトルクセンサを提供することを目的とす
る。
起する電圧の変化率が大きくしかも安定して得られ、ト
ルクが高感度に検出でき、かつ左右差がなく操舵フィー
リングの良いトルクセンサを提供することを目的とす
る。
本発明に係るトルクセンサは、トーションバーを介して
連結された２つの軸の一方に固設され、磁気抵抗の状態
を不変にしている磁性体製の第1,第２の円筒と、前記軸
他方に固設され前記両軸の相対的回転により前記第２の
円筒と磁気抵抗の状態を可変にしている磁性体製の第３
の円筒と、前記第1,第２の円筒と磁気回路を構成すべく
配置され、その内周に形成された周設溝に第１のコイル
を巻回した磁性体製の第１の筒体と、前記第2,第３の円
筒と磁気回路を構成すべく配置され、その内周に形成さ
れた周設溝に第２のコイルを巻回した磁性体製の第２の
筒体とを備え、前記第2,第３夫々の円筒の対向する軸端
縁に多数の切欠部を設けて歯部を周方向に形成している
トルクセンサであって、前記歯部の歯幅を切欠部の幅よ
り狭くしており、前記トーションバーにトルクが作用し
ていない場合は、両円筒の歯部の歯幅の略1/2の部分が
互いに対向し、前記軸は、両円筒の歯部が完全に対向、
非対向となる状態を含まない回転範囲に規制してあるこ
とを特徴とする。
連結された２つの軸の一方に固設され、磁気抵抗の状態
を不変にしている磁性体製の第1,第２の円筒と、前記軸
他方に固設され前記両軸の相対的回転により前記第２の
円筒と磁気抵抗の状態を可変にしている磁性体製の第３
の円筒と、前記第1,第２の円筒と磁気回路を構成すべく
配置され、その内周に形成された周設溝に第１のコイル
を巻回した磁性体製の第１の筒体と、前記第2,第３の円
筒と磁気回路を構成すべく配置され、その内周に形成さ
れた周設溝に第２のコイルを巻回した磁性体製の第２の
筒体とを備え、前記第2,第３夫々の円筒の対向する軸端
縁に多数の切欠部を設けて歯部を周方向に形成している
トルクセンサであって、前記歯部の歯幅を切欠部の幅よ
り狭くしており、前記トーションバーにトルクが作用し
ていない場合は、両円筒の歯部の歯幅の略1/2の部分が
互いに対向し、前記軸は、両円筒の歯部が完全に対向、
非対向となる状態を含まない回転範囲に規制してあるこ
とを特徴とする。
夫々の軸に固設されて対向している円筒の歯部は、トー
ションバーにトルクが作用していない場合、歯幅の略1/
2の部分で相互に対向する。円筒を取付けている軸は、
両円筒の歯部が完全に対向、非対向となる状態を含まな
い回転範囲で回転する。また、磁気抵抗の状態が不変の
第1,第２の円筒で構成される磁気回略に設けている第１
のコイルの出力により、検出トルクを温度補償する。
ションバーにトルクが作用していない場合、歯幅の略1/
2の部分で相互に対向する。円筒を取付けている軸は、
両円筒の歯部が完全に対向、非対向となる状態を含まな
い回転範囲で回転する。また、磁気抵抗の状態が不変の
第1,第２の円筒で構成される磁気回略に設けている第１
のコイルの出力により、検出トルクを温度補償する。
これにより、磁気結合検出コイルに誘起する電圧の変化
率を常に大きく、かつ左右差なく出力できる。また、検
出トルクを温度補償してトルクを高精度に検出できる。
率を常に大きく、かつ左右差なく出力できる。また、検
出トルクを温度補償してトルクを高精度に検出できる。
以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述する。
第１図は本発明に係るトルクセンサの構造を示す半截断
面図である。入力軸１は図示しない操舵輪を取付けてい
る上部軸1aと、図示しない操舵機構が取付けられている
下部軸1cとをトーションバー1bを介して同軸的に連結し
ており、上部軸1aは車体に取付ける筒状のケース２に軸
受３を介して回転自在に支持されている。上部軸1aの下
端部（図面左側）には非磁性体の第１スリーブ4aを外嵌
固着し、その外周に磁性体からなる第1,第２の円筒5,6
を軸方向に適長離隔して外嵌固着してある。
面図である。入力軸１は図示しない操舵輪を取付けてい
る上部軸1aと、図示しない操舵機構が取付けられている
下部軸1cとをトーションバー1bを介して同軸的に連結し
ており、上部軸1aは車体に取付ける筒状のケース２に軸
受３を介して回転自在に支持されている。上部軸1aの下
端部（図面左側）には非磁性体の第１スリーブ4aを外嵌
固着し、その外周に磁性体からなる第1,第２の円筒5,6
を軸方向に適長離隔して外嵌固着してある。
第１の円筒５は上下端縁が入力軸１の軸心に垂直な平面
となっている。第２の円筒６は第１の円筒５と対向する
上端縁が円筒５の下端縁と平行して対向しており、下端
縁には矩形で同一高さの多数の歯部6a,6a…を周方向に
等ピッチで形成している。この歯部6aの歯幅寸法は歯部
6a,6a間の切欠部6bの幅寸法より僅かに狭く選定されて
いる。
となっている。第２の円筒６は第１の円筒５と対向する
上端縁が円筒５の下端縁と平行して対向しており、下端
縁には矩形で同一高さの多数の歯部6a,6a…を周方向に
等ピッチで形成している。この歯部6aの歯幅寸法は歯部
6a,6a間の切欠部6bの幅寸法より僅かに狭く選定されて
いる。
下部軸1cの上端部（図面右側）には非磁性体の第２スリ
ーブ4bを外嵌固着し、その外周に磁性体の第３の円筒７
を外嵌固着してある。この円筒７の上端縁には、円筒６
に形成した歯部6aと同一幅、同一形状であり、同一ピッ
チで多数の歯部7a,7a…を形成している。そして、これ
らの円筒6,7は、トーションバー1bにトルクが作用して
いない状態では、円筒６の歯部6aと円筒７の歯部7aと
が、第２図（ｂ）に示す如く歯幅寸法Ｗの略1/2の長さW
/2部分で対向すべく円筒6,7の夫々の周方向位置を定め
ている。
ーブ4bを外嵌固着し、その外周に磁性体の第３の円筒７
を外嵌固着してある。この円筒７の上端縁には、円筒６
に形成した歯部6aと同一幅、同一形状であり、同一ピッ
チで多数の歯部7a,7a…を形成している。そして、これ
らの円筒6,7は、トーションバー1bにトルクが作用して
いない状態では、円筒６の歯部6aと円筒７の歯部7aと
が、第２図（ｂ）に示す如く歯幅寸法Ｗの略1/2の長さW
/2部分で対向すべく円筒6,7の夫々の周方向位置を定め
ている。
また、上部軸1aの下端から上端側へ適長離隔した位置の
外周面に、幅の狭い直方体状のストッパ９を、その長さ
方向を上部軸1aに平行させて突設させている。一方、下
部軸1cの上端側内周面には、前記ストッパ９を係入でき
る深さを有し周方向に切欠いた弧状のストッパ案内溝10
を形成している。このストッパ案内溝10の周方向長さ
は、円筒６又は７の歯部6a又は7aの歯幅寸法の半分の長
さだけ上，下部軸1a,1cが相対回転可能に選定されてい
る。
外周面に、幅の狭い直方体状のストッパ９を、その長さ
方向を上部軸1aに平行させて突設させている。一方、下
部軸1cの上端側内周面には、前記ストッパ９を係入でき
る深さを有し周方向に切欠いた弧状のストッパ案内溝10
を形成している。このストッパ案内溝10の周方向長さ
は、円筒６又は７の歯部6a又は7aの歯幅寸法の半分の長
さだけ上，下部軸1a,1cが相対回転可能に選定されてい
る。
そしてストッパ９はストッパ案内溝10に係入されてお
り、ストッパ９がストッパ案内溝10の周方向終端部に当
接すると、上部軸1aと下部軸1cとの相対回転が阻止され
るようになっている。
り、ストッパ９がストッパ案内溝10の周方向終端部に当
接すると、上部軸1aと下部軸1cとの相対回転が阻止され
るようになっている。
このように構成したトルクセンサは、トーションバー1b
にトルクが作用していない場合には、第２図（ｂ）に示
すように、円筒６の歯部6aと円筒７の歯部7aとが、その
歯幅Ｗの半分の長さW/2部分で互いに対向している。そ
して、その状態において磁気結合検出コイル23に誘起す
る電圧は第８図に示す相対回転角度Ｒにおける電圧VRと
なりトルクを検出しない。
にトルクが作用していない場合には、第２図（ｂ）に示
すように、円筒６の歯部6aと円筒７の歯部7aとが、その
歯幅Ｗの半分の長さW/2部分で互いに対向している。そ
して、その状態において磁気結合検出コイル23に誘起す
る電圧は第８図に示す相対回転角度Ｒにおける電圧VRと
なりトルクを検出しない。
さて、上部軸1aを第１図に示す実線矢符方向に回転させ
てストッパ９をストッパ案内溝10の周方向一側終端位置
まで移動させた場合は、第２図（ａ）に示す如く歯部6a
が矢符方向に移動して、歯部6aと7aとがその歯幅寸法Ｗ
の1/4の長さ寸法W/4の部分で対向することになる。そし
て、この状態において磁気結合検出コイル23に誘起する
電圧は第８図の相対回転角度Ｑにおける電圧VQとなる。
一方、上部軸1aを第１図に示す破線矢符方向に回転させ
てストッパ９をストッパ案内溝10の周方向他側終端位置
まで移動させた場合は、第２図（ｃ）に示す如く歯部6a
が矢符方向に移動して、歯部6aと7aとがその歯幅寸法Ｗ
の3/4の長さ寸法3W/4部分で対向することになる。そし
て、この状態において磁気結合検出コイル23に誘起する
電圧は第８図の相対回転角度Ｓにおける電圧VSとなる。
てストッパ９をストッパ案内溝10の周方向一側終端位置
まで移動させた場合は、第２図（ａ）に示す如く歯部6a
が矢符方向に移動して、歯部6aと7aとがその歯幅寸法Ｗ
の1/4の長さ寸法W/4の部分で対向することになる。そし
て、この状態において磁気結合検出コイル23に誘起する
電圧は第８図の相対回転角度Ｑにおける電圧VQとなる。
一方、上部軸1aを第１図に示す破線矢符方向に回転させ
てストッパ９をストッパ案内溝10の周方向他側終端位置
まで移動させた場合は、第２図（ｃ）に示す如く歯部6a
が矢符方向に移動して、歯部6aと7aとがその歯幅寸法Ｗ
の3/4の長さ寸法3W/4部分で対向することになる。そし
て、この状態において磁気結合検出コイル23に誘起する
電圧は第８図の相対回転角度Ｓにおける電圧VSとなる。
したがって、相対回転角度ＱからＳまでの回転角度範
囲、つまり歯部6a,7aの歯幅の一部分が互いに対向して
いる状態での回転角度範囲においては、相対回転角度に
対して磁気結合検出コイル23の誘起電圧が略直線的に変
化し、電圧の変化率が大きく略一定となり高感度にトル
クを検出できることになる。また、トーションバー1bに
トルクが作用していない場合に、円筒6,7の歯部6a,7aを
その歯幅寸法Ｗの略1/2の長さ部分で対向させてトルク
センサを構成するから、個々のトルクセンサは同一の相
対回転角度に対して、磁気結合検出コイルに誘起する電
圧の大きさが同じになり、トルクの検出感度に差が生じ
ないことになる。
囲、つまり歯部6a,7aの歯幅の一部分が互いに対向して
いる状態での回転角度範囲においては、相対回転角度に
対して磁気結合検出コイル23の誘起電圧が略直線的に変
化し、電圧の変化率が大きく略一定となり高感度にトル
クを検出できることになる。また、トーションバー1bに
トルクが作用していない場合に、円筒6,7の歯部6a,7aを
その歯幅寸法Ｗの略1/2の長さ部分で対向させてトルク
センサを構成するから、個々のトルクセンサは同一の相
対回転角度に対して、磁気結合検出コイルに誘起する電
圧の大きさが同じになり、トルクの検出感度に差が生じ
ないことになる。
第３図及び第４図はトルクセンサの他の実施例を示す要
部略示図及びその電気回路図である。図示しない上部軸
に外嵌固着している磁性体の円筒5,6に跨がる寸法とな
ている磁性体の筒体8A内には、温度補償コイル21を巻回
している。また磁性体の円筒6,7に跨がる寸法となって
いる磁性体の筒体8B内の外周側には第１の磁気結合検出
コイル23aを、内周側には第２の磁気結合検出コイル23b
を夫々巻回している。他の構造部分については第１図に
示したトルクセンサと同様である。
部略示図及びその電気回路図である。図示しない上部軸
に外嵌固着している磁性体の円筒5,6に跨がる寸法とな
ている磁性体の筒体8A内には、温度補償コイル21を巻回
している。また磁性体の円筒6,7に跨がる寸法となって
いる磁性体の筒体8B内の外周側には第１の磁気結合検出
コイル23aを、内周側には第２の磁気結合検出コイル23b
を夫々巻回している。他の構造部分については第１図に
示したトルクセンサと同様である。
一端を接地している発振器の他端は第1,第２の差動増幅
器12,13の夫々の負入力端子−及び夫々の正入力端子＋
と接続され、また第1,第２の差動増幅器12,13の負入力
端子−は第1,第２の磁気結合検出コイル23a,23bを介し
て接地されている。また第1,第２の差動増幅器12,13の
正入力端子＋は温度補償コイル21を介して接地されてい
る。
器12,13の夫々の負入力端子−及び夫々の正入力端子＋
と接続され、また第1,第２の差動増幅器12,13の負入力
端子−は第1,第２の磁気結合検出コイル23a,23bを介し
て接地されている。また第1,第２の差動増幅器12,13の
正入力端子＋は温度補償コイル21を介して接地されてい
る。
差動増幅器12,13の出力端子12a,13aは、第３の差動増幅
器14の正，負入力端子＋，−と各接続されている。差動
増幅器14の出力端子は比較器15の一入力端子及び比較器
16の他入力端子と接続されている。比較器15の他入力端
子には正常動作範囲を定める基準電圧−V1を入力してお
り、比較器16の一入力端子には正常動作範囲を定める基
準電圧V2を入力している。比較器15,16の各出力端子は
オア回路17の一、他入力端子と各接続されている。
器14の正，負入力端子＋，−と各接続されている。差動
増幅器14の出力端子は比較器15の一入力端子及び比較器
16の他入力端子と接続されている。比較器15の他入力端
子には正常動作範囲を定める基準電圧−V1を入力してお
り、比較器16の一入力端子には正常動作範囲を定める基
準電圧V2を入力している。比較器15,16の各出力端子は
オア回路17の一、他入力端子と各接続されている。
次にこのトルクセンサの動作を説明する。発振器11の発
振動作により温度補償コイル21及び第1,第２の磁気結合
検出コイル23a,23bに発生した磁束は円筒5,6及び6,7に
鎖交する。
振動作により温度補償コイル21及び第1,第２の磁気結合
検出コイル23a,23bに発生した磁束は円筒5,6及び6,7に
鎖交する。
ここで図示しない操舵輪を一側回転方向／又は他側回転
方向へ回転させると、図示しないトーションバーが捩じ
れて円筒６が円筒７に対して相対的に回転し、円筒６の
歯部6aと円筒７の歯部7aとの対向面積が増加／又は減少
する。その結果、円筒６と７との磁気結合が大／又は小
となり、第1,第２の磁気結合検出コイル23a,23bに誘起
する電圧が大きく／又は小さくなる。これに対して円筒
５と６との磁気結合は不変であるから、温度補償コイル
21に誘起する電圧は一定となる。また差動増幅器13,12
の出力端子13a,12aの出力X,Y、即ちセンサ出力は同一入
力トルクに対して大きさが等しく、第５図に示すよう
に、零点を通り相対回転角度、つまり入力トルクに相応
して右上り又は右下りの直線L1,L2となる。なお、温度
上昇により円筒5,6及び円筒6,7の磁気結合が変化した場
合は温度補償コイル21に誘起する電圧により補償され
る。
方向へ回転させると、図示しないトーションバーが捩じ
れて円筒６が円筒７に対して相対的に回転し、円筒６の
歯部6aと円筒７の歯部7aとの対向面積が増加／又は減少
する。その結果、円筒６と７との磁気結合が大／又は小
となり、第1,第２の磁気結合検出コイル23a,23bに誘起
する電圧が大きく／又は小さくなる。これに対して円筒
５と６との磁気結合は不変であるから、温度補償コイル
21に誘起する電圧は一定となる。また差動増幅器13,12
の出力端子13a,12aの出力X,Y、即ちセンサ出力は同一入
力トルクに対して大きさが等しく、第５図に示すよう
に、零点を通り相対回転角度、つまり入力トルクに相応
して右上り又は右下りの直線L1,L2となる。なお、温度
上昇により円筒5,6及び円筒6,7の磁気結合が変化した場
合は温度補償コイル21に誘起する電圧により補償され
る。
前記入力トルクは、操舵輪によって加えた回転トルクに
よって定まるから、結局は差動増幅器13,12の夫々の出
力によりトルクを二重に検出できて、トルクセンサの信
頼性を高め得る。
よって定まるから、結局は差動増幅器13,12の夫々の出
力によりトルクを二重に検出できて、トルクセンサの信
頼性を高め得る。
そしてこれらの差動増幅器13,12の大きさが等しい出力
は、差動増幅器14に入力されるから差動増幅器14の出力
は零となり、その出力が比較器15,16に入力される。比
較器15,16には基準電圧−V1,V2が入力されているから、
比較器15,16の出力は−V1,V2となり、オア回路17の出力
たる監視電圧MVは第６図に示す基準電圧V1,V2との範囲
内（斜線域外）となり、トルクセンサの故障を検知しな
い。
は、差動増幅器14に入力されるから差動増幅器14の出力
は零となり、その出力が比較器15,16に入力される。比
較器15,16には基準電圧−V1,V2が入力されているから、
比較器15,16の出力は−V1,V2となり、オア回路17の出力
たる監視電圧MVは第６図に示す基準電圧V1,V2との範囲
内（斜線域外）となり、トルクセンサの故障を検知しな
い。
しかるに、磁気結合検出コイル23a,23b又は温度補償コ
イル21のいずれかが例えば断線した場合には、差動増幅
器12,13の出力に大きな差が生じ、差動増幅器14の出力
が零であった状態から大きい値に変化して、比較器15又
は16の出力が大きくなり、オア回路17の監視電圧MVが第
６図に示す斜線域に達して故障を検知することになり、
これによってもトルクセンサの信頼性を高め得る。
イル21のいずれかが例えば断線した場合には、差動増幅
器12,13の出力に大きな差が生じ、差動増幅器14の出力
が零であった状態から大きい値に変化して、比較器15又
は16の出力が大きくなり、オア回路17の監視電圧MVが第
６図に示す斜線域に達して故障を検知することになり、
これによってもトルクセンサの信頼性を高め得る。
したがって、このトルクセンサはトルクを二重に検出
し、いずれか一方の磁気結合検出コイル23a,23bが故障
してもトルクを検出し得、またその故障を検出できて極
めて信頼性が高いトルクセンサを提供できる。
し、いずれか一方の磁気結合検出コイル23a,23bが故障
してもトルクを検出し得、またその故障を検出できて極
めて信頼性が高いトルクセンサを提供できる。
なお、円筒6,7の切欠部6b,7bは矩形に限らず対称形であ
れば任意の形状とすることができる。
れば任意の形状とすることができる。
以上詳述したように本発明によれば、簡単な構造により
磁気結合検出コイルに誘起する電圧を大きい変化率で安
定に得ることができて、トルクを高感度に検出でき、か
つ左右差がなく操舵フィーリングを良好になし得る。ま
た磁気抵抗の状態が不変の磁気回路に設けている第１の
コイルの出力により、検出トルクを温度補償できて、ト
ルクを高精度に検出できるトルクセンサを提供できる優
れた効果を奏する。
磁気結合検出コイルに誘起する電圧を大きい変化率で安
定に得ることができて、トルクを高感度に検出でき、か
つ左右差がなく操舵フィーリングを良好になし得る。ま
た磁気抵抗の状態が不変の磁気回路に設けている第１の
コイルの出力により、検出トルクを温度補償できて、ト
ルクを高精度に検出できるトルクセンサを提供できる優
れた効果を奏する。
第１図は本発明に係るトルクセンサの半截断面図、第２
図は歯部の対向状態を示す説明図、第３図は本発明の他
の実施例を示す要部略示図、第４図はそのトルクセンサ
の電気回路の回路図、第５図は入力トルクとセンサ出力
との関係を示す特性図、第６図は入力トルクと監視電圧
との関係を示す特性図、第７図は歯部の対向面積の変化
に基づきトルクを検出するトルクセンサの半截断面図、
第８図は相対回転角度と磁気結合検出コイルの誘起電圧
との関係を示す特性図である。 1a……上部軸、1b……トーションバー、1c……下部軸、
5,6,7……円筒、6a,7a……歯部、6b,7b……切欠部、8A,
8B……筒体、21……温度補償コイル、23……磁気結合検
出コイル
図は歯部の対向状態を示す説明図、第３図は本発明の他
の実施例を示す要部略示図、第４図はそのトルクセンサ
の電気回路の回路図、第５図は入力トルクとセンサ出力
との関係を示す特性図、第６図は入力トルクと監視電圧
との関係を示す特性図、第７図は歯部の対向面積の変化
に基づきトルクを検出するトルクセンサの半截断面図、
第８図は相対回転角度と磁気結合検出コイルの誘起電圧
との関係を示す特性図である。 1a……上部軸、1b……トーションバー、1c……下部軸、
5,6,7……円筒、6a,7a……歯部、6b,7b……切欠部、8A,
8B……筒体、21……温度補償コイル、23……磁気結合検
出コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉元 勇雄 大阪府大阪市南区鰻谷西之町２番地 光洋 精工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−46526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−19024（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−55435（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】トーションバーを介して連結された２つの
軸の一方に固設され、磁気抵抗の状態を不変にしている
磁性体製の第1,第２の円筒と、前記軸の他方に固設され
前記両軸の相対的回転により前記第２の円筒と磁気抵抗
の状態を可変にしている磁性体製の第３の円筒と、前記
第1,第２の円筒と磁気回路を構成すべく配置され、その
内周に形成された周設溝に第１のコイルを巻回した磁性
体製の第１の筒体と、前記第2,第３の円筒と磁気回路を
構成すべく配置され、その内周に形成された周設溝に第
２のコイルを巻回した磁性体製の第２の筒体とを備え、 前記第2,第３夫々の円筒の対向する軸端縁に多数の切欠
部を設けて歯部を周方向に形成しているトルクセンサで
あって、 前記歯部の歯幅を切欠部の幅より狭くしており、前記ト
ーションバーにトルクが作用していない場合は、両円筒
の歯部の歯幅の略1/2の部分が互いに対向し、前記軸
は、両円筒の歯部が完全に対向、非対向となる状態を含
まない回転範囲に規制してあることを特徴とするトルク
センサ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7226988A JPH0721433B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | トルクセンサ |
| US07/224,538 US4907460A (en) | 1987-10-30 | 1988-07-26 | Torque sensor |
| DE3826141A DE3826141A1 (de) | 1987-10-30 | 1988-08-01 | Drehmoment-sensor |
| GB8818314A GB2211943B (en) | 1987-10-30 | 1988-08-02 | Torque sensor |
| KR8903526A KR930000134B1 (en) | 1988-03-25 | 1989-03-21 | Torque sensor |
| US07/417,279 US5046372A (en) | 1987-10-30 | 1989-10-05 | Torque sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7226988A JPH0721433B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | トルクセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01244322A JPH01244322A (ja) | 1989-09-28 |
| JPH0721433B2 true JPH0721433B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=13484397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7226988A Expired - Fee Related JPH0721433B2 (ja) | 1987-10-30 | 1988-03-25 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0721433B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7086295B2 (en) | 2003-01-31 | 2006-08-08 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Torque detecting apparatus |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2509630Y2 (ja) * | 1989-10-31 | 1996-09-04 | 豊田合成株式会社 | ステアリングホイ―ル |
| JPH085894Y2 (ja) * | 1989-10-31 | 1996-02-21 | 豊田合成株式会社 | ステアリングホイール |
| EP1217334A3 (en) * | 2000-12-21 | 2004-06-23 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Rotation sensor |
| US6925893B2 (en) | 2002-09-17 | 2005-08-09 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Rotation sensor |
| JP4085828B2 (ja) | 2003-01-31 | 2008-05-14 | 株式会社ジェイテクト | トルク検出装置 |
| JP2006267045A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nsk Ltd | トルクセンサ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2097131A (en) * | 1981-04-20 | 1982-10-27 | Eaton Corp | Electromagnetic torque transducer |
| JPS5946526A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-15 | Nissan Motor Co Ltd | 電磁ストレスセンサ |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP7226988A patent/JPH0721433B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7086295B2 (en) | 2003-01-31 | 2006-08-08 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Torque detecting apparatus |
| US7380474B2 (en) | 2003-01-31 | 2008-06-03 | Jtekt Corporation | Torque detecting apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01244322A (ja) | 1989-09-28 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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