JPH07333081A - センサ - Google Patents
センサInfo
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- JPH07333081A JPH07333081A JP6130366A JP13036694A JPH07333081A JP H07333081 A JPH07333081 A JP H07333081A JP 6130366 A JP6130366 A JP 6130366A JP 13036694 A JP13036694 A JP 13036694A JP H07333081 A JPH07333081 A JP H07333081A
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- magnetic
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- detection coil
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- Power Steering Mechanism (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
の検出感度を維持しつつセンサ出力のばらつきを抑える
ことが出来る操舵トルク検出用のセンサを提供する。 【構成】 入力軸6と出力軸7間をトーションバー8で
連結すると共に、入力軸6及び出力軸7に係合するコア
4を設け、このコア4の近傍に設けた検出コイル2a,
2bをハウジング3で支持し、入出力軸6,7間にトル
クが作用するとコア4が変位し、コア4の変位による磁
気的変化を検出コイル2a,2bにて電気的に検出する
ようにした操舵トルク検出用のセンサにおいて、ハウジ
ング3を樹脂材で構成した。
Description
タンス変化を利用したセンサに関する。
100は検出部である検出コイル101a,101bの
周辺を磁気特性の優れた磁性材で形成したヨーク102
で囲んで磁気回路を構成し、磁束密度を上げることによ
り検出感度を向上させている。トルクセンサ100にお
いては、入力軸(インプットシャフト)103と出力軸
(アウトプットシャフト)104が内部でトーションバ
ー105により連結されている。
るとトーションバー105が弾性変形し、入力軸103
と出力軸104の間に回転方向の相対変位が生じる。ま
た、各軸103,104の外周には、コア106が嵌装
され、出力軸104の縦ガイド溝とコア106内側の凸
部が係合することにより、コア106は軸方向にのみ移
動出来るように形成されている。更に、コア106のス
パイラル溝107に入力軸103に圧入されたスライダ
ピン108が係合している。なお、109はアルミ製の
ハウジングである。
間の回転方向の変位は、コア106の軸方向の変位に変
換される。この変位によって生じる上下に配置した検出
コイル101a,101bのインダクタンス変化を利用
してトルク検出を行っている。
は、検出感度を向上させるために検出部を取り囲む材料
に磁気特性の優れたパーマロイ(Fe系の強磁性体の一
種)などの高価な磁性材が必要になりコストアップにな
るという問題点を有していた。また、検出部を取り囲む
磁性材の加工時における磁化による磁気ばらつきが、セ
ンサ出力のばらつき要因の一つになるという問題点を有
していた。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、コスト低減を図ることが出来ると共に、所定の
検出感度を維持しつつセンサ出力のばらつきを抑えるこ
とが出来る操舵トルク検出用のセンサを提供しようとす
るものである。
求項1に係る発明は、検出コイルと、この検出コイルを
支持するハウジングと、前記検出コイルに磁気的変化を
与えるコアと、前記検出コイルの磁気的変化を電気信号
として出力する出力手段とから成るセンサにおいて、前
記ハウジングを樹脂材で構成したものである。前記ハウ
ジングは、前記検出コイルを巻回したボビンとハウジン
グ本体から成り、前記検出コイルを前記ボビンに巻回し
た後に、前記ハウジング本体を一体樹脂モールドすると
よい。
をトーションバーで連結すると共に、入力軸及び出力軸
に係合するコアを設け、このコアの近傍に設けた検出コ
イルをハウジングで支持し、前記入出力軸間にトルクが
作用すると前記コアが変位し、前記コアの変位による磁
気的変化を前記検出コイルにて電気的に検出するように
した操舵トルク検出用のセンサにおいて、前記ハウジン
グを樹脂材で構成したものである。前記コアを非磁性材
料のみにより構成し、前記磁気的変化を前記検出コイル
のコイル端における過渡応答電圧の変化として検出して
もよい。
と磁気特性が変化する磁性材を軸に設け、この軸の近傍
に配設した検出コイルをハウジングで支持し、前記軸に
作用するトルクによって生じる前記磁性材の磁気的変化
を前記検出コイルにて電気的に検出するようにした操舵
トルク検出用のセンサにおいて、前記ハウジングを樹脂
材で構成したものである。
失などの磁気損失が生じないため検出感度を低下させな
い。また、ハウジングを非磁性金属で形成した場合よ
り、コア変位又は軸に設けた磁性材による磁気的変化に
対する検出コイルのインダクタンス変化率が大きく、高
い検出感度が得られる。
説明する。ここで、図1は請求項2又は請求項3に係る
センサを適用した操舵トルクセンサの断面図、図2は請
求項5に係るセンサを適用した操舵トルクセンサの断面
図、図3は検出コイルのインダクタンス変化を電気信号
として出力する検出回路の概要図である。
求項3に係るセンサを適用した操舵トルクセンサ1は、
2個の検出コイル2a,2bと、検出コイル2a,2b
を支持するハウジング3と、検出コイル2a,2bに磁
気的変化を与える非磁性材料よりなるコア4と、磁気的
変化による検出コイル2a,2bのインダクタンス変化
を電気信号として出力する検出回路5などを備えてい
る。
力軸6と下方にピニオンが設けられた出力軸7が内部に
おいてトーションバー8により連結されている。コア4
は、出力軸7の縦ガイド溝とコア4内側の凸部が係合す
ることにより、軸6,7方向にのみ移動出来るように形
成されている。更に、コア4のスパイラル溝に入力軸6
に圧入されたスライダピンが係合している。なお、出力
軸7はピニオンに噛合するラック歯を有するラック軸
(不図示)を介して操向車輪に連結されている。
巻いた樹脂製ボビン9とハウジング本体10から成り、
検出コイル2a,2bを樹脂製ボビン9に巻いた後に、
型に入れてハウジング本体10と共に一体に樹脂モール
ドし、コア4と入出力軸6,7を囲むように配設されて
いる。なお、11はアルミ材(Al材)で形成され、ハ
ウジング3と連結されるボディであり、ラック軸を介し
て入力される路面反力を受けるために金属製としてい
る。12は入力軸6とハウジング3との間に配設された
ベアリング、13は出力軸7とボディ11との間に配設
されたベアリングである。
イル2a,2bと基準抵抗15a,15bによりブリッ
ジ回路を構成している。そして、基準抵抗15aと基準
抵抗15bの接続部16を接地(GND)すると共に、
検出コイル2aと検出コイル2bの接続部17と、基準
抵抗15aと基準抵抗15bの接続部16との間に発振
回路18によりパルス電圧VPを印加するようにしてい
る。
接続部、及び検出コイル2bと基準抵抗15bの接続部
を夫々検出端子19,20とし、各検出端子19,20
はサンプルホールド回路21,22を介して差動電圧検
出手段23に接続されている。
3に係るセンサを適用した操舵トルクセンサ1の作用に
ついて説明する。入力軸6に捩りトルクを与えるとトー
ションバー8が弾性変形し、入力軸6と出力軸7の間に
回転方向の変位が生じる。
るコア4は、出力軸7の縦ガイド溝とコア4内側の凸部
が係合状態にあることと、コア4のスパイラル溝に入力
軸6に圧入されたスライダピンが係合状態にあることに
よって、軸6,7方向に移動する。
a,2bの周辺に磁気的変化を招き、検出コイル2a,
2bのインダクタンスは、一方が大きくなり、他方が小
さくなるように夫々変化する。
れた検出コイル2aと基準抵抗15a及び検出コイル2
bと基準抵抗15bは、入力信号としてのパルス電圧V
Pに対して夫々一次遅れ要素として作用する。
のインダクタンスが異なることによって、各一次遅れ要
素の時定数が相違するため、検出端子19と検出端子2
0の出力電圧(過渡応答電圧)に差が生じる。これらの
過渡応答電圧のうちボトム電圧における差電圧を、サン
プルホールド回路21,22を介して差動電圧検出手段
23により検出電圧VOとして出力する。
検出コイル2a,2bのインダクタンスを変化させ、イ
ンダクタンスの変化によるブリッジ回路の出力電圧(過
渡応答電圧)を差動電圧検出手段23により検出し、検
出電圧VOをトルク値に換算することが出来る。
ハウジング3を磁性材ではなく、磁気的影響を無視出来
る樹脂で構成しているため、検出コイル2a,2bを励
磁する際の渦電流損失などの磁気損失から生じる検出感
度の低下がない。
a,2bのインダクタンス変化率も、ハウジング3を樹
脂モールドした方が、ハウジング3をアルミ材で形成し
た場合より大きくなり、操舵トルクセンサ1として高い
検出感度を得ることが出来る。なお、検出コイル2a,
2bをアルミボディから遠ざける程、検出感度が上が
り、金属による磁気損失を無視出来る。
磁気的変化を検出コイル2a,2bの誘導起電力として
検出することも出来る。この場合、交番電圧を発生する
一次コイルが必要となる。
を適用した操舵トルクセンサ30は、2個の検出コイル
32a,32bと、検出コイル32a,32bを支持す
るハウジング33と、検出コイル32a,32bに磁気
的変化を与えるアモルファス薄帯34と、アモルファス
薄帯34を装着した軸35と、検出コイル32a,32
bの磁気的変化を電気信号として出力する検出回路36
などを備えている。
かると透磁率が上がり、一方圧縮応力が掛かると透磁率
が下がる特性を有する。そこで、アモルファス薄帯34
には、軸35に捩りトルクが掛かった場合に圧縮・引張
り応力が生じ易くなるように斜めにスリット37が形成
されている。
2bを巻いた樹脂製ボビン39とハウジング本体40か
ら成り、検出コイル32a,32bを樹脂製ボビン39
に巻いた後に、型に入れてハウジング本体40と共に一
体に樹脂モールドし、アモルファス薄帯34と軸35を
囲むように配設されている。なお、41はアルミ材(A
l材)で形成され、ハウジング33と連結されるボデ
ィ、42は軸35とハウジング33の間に配設されたベ
アリング、43は軸35とボディ41との間に配設され
たベアリングである。
コイル32a,32bと基準抵抗15a,15bにより
ブリッジ回路を構成している。その他の構成は、検出回
路5と同様である。
サを適用した操舵トルクセンサ30の作用について説明
する。軸35に捩りトルクが掛かると、アモルファス薄
帯34に圧縮・引張り応力が生じてアモルファス薄帯3
4の透磁率が変化し、検出コイル32a,32b周辺の
磁束に変化が起こる。
ダクタンスが変化する。このインダクタンス変化により
ブリッジ回路の検出端子19と検出端子20の出力電圧
(過渡応答電圧)に差が生じる。これらの過渡応答電圧
のうちボトム電圧における差電圧を、サンプルホールド
回路21,22を介して差動電圧検出手段23により検
出電圧VOとして出力する。この検出電圧VOをトルク値
に換算することが出来る。
するハウジング33を磁性材ではなく、磁気的影響を無
視出来る樹脂で構成しているため、検出コイル32a,
32bを励磁する際の渦電流損失などの磁気損失から生
じる検出感度の低下がない。なお、検出コイル32a,
32bをアルミボディから遠ざける程、検出感度が上が
り、金属による磁気損失を無視出来る。
り応力による検出コイル32a,32bのインダクタン
ス変化率も、ハウジング33を樹脂モールドした方が、
ハウジング33をアルミ材で形成した場合より大きくな
り、操舵トルクセンサ30として高い検出感度を得るこ
とが出来る。
出コイル周辺を磁性材で囲むのではなく、磁気的影響の
無視出来る樹脂で構成するため、コスト低減が図れる。
また、磁性材の加工時における磁化による磁気ばらつき
を考慮する必要がなくなり、従って磁気ばらつきを抑え
るための磁気焼鈍が不要となり、工程の短縮が図れる。
更に、ハウジングなどの樹脂化により軽量化が図れる。
成したので、アルミなどの非磁性金属ボディで検出コイ
ルを囲む場合のように、コイル励磁によりアルミボディ
の表面に渦電流損などの磁気損失が生じて検出感度が低
下するようなことがない。
操舵トルクセンサの断面図
ンサの断面図
して出力する検出回路の概要図
面図
2b…検出コイル、3,33…ハウジング、4…コア、
5,36…検出回路(出力手段)、6…入力軸、7…出
力軸、8…トーションバー、9,39…樹脂製ホビン、
10,40…ハウジング本体、34…アモルファス薄帯
(磁性材)、35…軸。
Claims (5)
- 【請求項1】 検出コイルと、この検出コイルを支持す
るハウジングと、前記検出コイルに磁気的変化を与える
コアと、前記検出コイルの磁気的変化を電気信号として
出力する出力手段とから成るセンサにおいて、前記ハウ
ジングを樹脂材で構成したことを特徴とするセンサ。 - 【請求項2】 前記ハウジングは、前記検出コイルを巻
回したボビンとハウジング本体から成り、前記検出コイ
ルを前記ボビンに巻回した後に、前記ハウジング本体を
一体樹脂モールドした請求項1記載のセンサ。 - 【請求項3】 入力軸と出力軸間をトーションバーで連
結すると共に、入力軸及び出力軸に係合するコアを設
け、このコアの近傍に設けた検出コイルをハウジングで
支持し、前記入出力軸間にトルクが作用すると前記コア
が変位し、前記コアの変位による磁気的変化を前記検出
コイルにて電気的に検出するようにした操舵トルク検出
用のセンサにおいて、前記ハウジングを樹脂材で構成し
たことを特徴とするセンサ。 - 【請求項4】 前記コアを非磁性材料のみにより構成
し、前記磁気的変化を前記検出コイルのコイル端におけ
る過渡応答電圧の変化として検出する請求項3記載のセ
ンサ。 - 【請求項5】 トルクが作用すると磁気特性が変化する
磁性材を軸に設け、この軸の近傍に配設した検出コイル
をハウジングで支持し、前記軸に作用するトルクによっ
て生じる前記磁性材の磁気的変化を前記検出コイルにて
電気的に検出するようにした操舵トルク検出用のセンサ
において、前記ハウジングを樹脂材で構成したことを特
徴とするセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6130366A JP3024905B2 (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6130366A JP3024905B2 (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07333081A true JPH07333081A (ja) | 1995-12-22 |
JP3024905B2 JP3024905B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=15032663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6130366A Expired - Lifetime JP3024905B2 (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3024905B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7624653B2 (en) * | 2006-03-28 | 2009-12-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Torque sensor with a resin housing and a method of manufacturing the same |
-
1994
- 1994-06-13 JP JP6130366A patent/JP3024905B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7624653B2 (en) * | 2006-03-28 | 2009-12-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Torque sensor with a resin housing and a method of manufacturing the same |
US8225483B2 (en) | 2006-03-28 | 2012-07-24 | Honda Motor Co., Ltd. | Method of manufacturing a torque sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3024905B2 (ja) | 2000-03-27 |
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