JPH0814515B2 - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
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- JPH0814515B2 JPH0814515B2 JP61082100A JP8210086A JPH0814515B2 JP H0814515 B2 JPH0814515 B2 JP H0814515B2 JP 61082100 A JP61082100 A JP 61082100A JP 8210086 A JP8210086 A JP 8210086A JP H0814515 B2 JPH0814515 B2 JP H0814515B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トルク検出装置に係り、特に軸のねじれに
よって生ずる位置の相対ずれを検出するものに好適なト
ルク検出装置に関する。
よって生ずる位置の相対ずれを検出するものに好適なト
ルク検出装置に関する。
従来の装置は、例えば三菱電機技報Vol.58,No.7,1984
の図１に記載のように、軸のねじれを軸に取り付けた歯
車A,Bの位相差として、電磁ピックアップで検出する構
成となっていた。しかし、電磁ピックアップの出力信号
の大きさは、歯車の回転数に依存し、低速になると出力
信号は小さくなってしまうので高速回転中でのトルク検
出にのみ使用され、超低速あるいは停止時におけるトル
クを検出することができないものであった。
の図１に記載のように、軸のねじれを軸に取り付けた歯
車A,Bの位相差として、電磁ピックアップで検出する構
成となっていた。しかし、電磁ピックアップの出力信号
の大きさは、歯車の回転数に依存し、低速になると出力
信号は小さくなってしまうので高速回転中でのトルク検
出にのみ使用され、超低速あるいは停止時におけるトル
クを検出することができないものであった。
上記、従来の技術は、超低速あるいは停止時における
トルク検出については配慮されておらず、モータ等の停
止時におけるトルクの測定ができない問題があった。
トルク検出については配慮されておらず、モータ等の停
止時におけるトルクの測定ができない問題があった。
本発明の目的は、磁気抵抗効果素子を用いて磁気式ロ
ータリーエンコーダの技術を利用し、停止時から高速域
まで使用できるトルク検出装置を提供することにある。
ータリーエンコーダの技術を利用し、停止時から高速域
まで使用できるトルク検出装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の特徴とするところは、駆
動側と負荷側を結ぶ回転軸に所定間隔離して取り付けら
れ、表面にN,S極を有する磁性体を複数個設けてなる２
つの磁気回転体と、２つの磁気回転体の磁性体表面にそ
れぞれ対向して配置され、磁性体の磁界に感応して内部
抵抗が変化し、磁性体の磁極ピッチの半分の間隔を離し
て配置された一対の磁気抵抗効果素子を設け、対応する
磁気回転体との相対的な角度変位に対して、それぞれが
ほぼ90度位相のずれた２相の正弦波状の信号を出力する
２つの磁気センサと、２つの磁気センサから出力される
正弦波状の信号の大きさを検出する手段と、各磁気セン
サから得られたほぼ90度位相のずれた２相の正弦波状の
信号から、２つの磁気回転体とそれぞれに対応した磁気
センサとの間の変位が０から360度の間の90度ごとに異
なる４つのモードのいずれにあるかを検出する手段とを
有し、正弦波状の信号の大きさおよび検出されたモード
から２つの磁気回転体の回転角の位相差を求め、回転角
の位相差より回転軸に働く負荷トルクを検出するトルク
検出装置、にある。
動側と負荷側を結ぶ回転軸に所定間隔離して取り付けら
れ、表面にN,S極を有する磁性体を複数個設けてなる２
つの磁気回転体と、２つの磁気回転体の磁性体表面にそ
れぞれ対向して配置され、磁性体の磁界に感応して内部
抵抗が変化し、磁性体の磁極ピッチの半分の間隔を離し
て配置された一対の磁気抵抗効果素子を設け、対応する
磁気回転体との相対的な角度変位に対して、それぞれが
ほぼ90度位相のずれた２相の正弦波状の信号を出力する
２つの磁気センサと、２つの磁気センサから出力される
正弦波状の信号の大きさを検出する手段と、各磁気セン
サから得られたほぼ90度位相のずれた２相の正弦波状の
信号から、２つの磁気回転体とそれぞれに対応した磁気
センサとの間の変位が０から360度の間の90度ごとに異
なる４つのモードのいずれにあるかを検出する手段とを
有し、正弦波状の信号の大きさおよび検出されたモード
から２つの磁気回転体の回転角の位相差を求め、回転角
の位相差より回転軸に働く負荷トルクを検出するトルク
検出装置、にある。
磁気抵抗効果素子はパーマロイ等をガラス基板上に蒸
着して作られ、極性に無関係に磁界の強さによって抵抗
値が変化する。従って、全周にN,Sの磁気信号が記録さ
れた磁気ドラムに、前記、磁気抵抗効果素子を対向させ
ると、磁気ドラムのN,S信号に応じた磁界が磁気抵抗効
果素子に加わり、速度に無関係に磁気ドラムの相対位置
を磁気抵抗素子の抵抗変化として取り出すことができ
る。それによって、停止時のトルクでも、各々の抵抗変
化の大きさを測定することにより検出できる。
着して作られ、極性に無関係に磁界の強さによって抵抗
値が変化する。従って、全周にN,Sの磁気信号が記録さ
れた磁気ドラムに、前記、磁気抵抗効果素子を対向させ
ると、磁気ドラムのN,S信号に応じた磁界が磁気抵抗効
果素子に加わり、速度に無関係に磁気ドラムの相対位置
を磁気抵抗素子の抵抗変化として取り出すことができ
る。それによって、停止時のトルクでも、各々の抵抗変
化の大きさを測定することにより検出できる。
本発明の構成の一実施例であるトルク検出装置につい
て以下説明する。
て以下説明する。
第１図は本発明の一実施例であるトルク検出装置の略
示構成図である。第２図は第１図において一方の磁気ド
ラムと磁気センサの関係を示した略示構成図である。第
３図（Ａ），（Ｂ）は第２図の一部展開図であり、第４
図，第５図はその動作波形説明図である。
示構成図である。第２図は第１図において一方の磁気ド
ラムと磁気センサの関係を示した略示構成図である。第
３図（Ａ），（Ｂ）は第２図の一部展開図であり、第４
図，第５図はその動作波形説明図である。
第１図において、１は回転する軸であり、2,2′は回
転ドラムである。磁気信号を記録した磁性体3,3′を有
する回転ドラム2,2′は軸１に間隔Ｌだけ隔てて固着さ
れている。４は磁気抵抗効果素子（以下MR素子と称す）
Ｒで構成される磁気センサであり、各々回転ドラム2,
2′に対向し、小さな間隙を介して配置される。ここ
で、回転ドラム2,2′と磁気センサ4,4′の動作について
第２図を用いて説明する。
転ドラムである。磁気信号を記録した磁性体3,3′を有
する回転ドラム2,2′は軸１に間隔Ｌだけ隔てて固着さ
れている。４は磁気抵抗効果素子（以下MR素子と称す）
Ｒで構成される磁気センサであり、各々回転ドラム2,
2′に対向し、小さな間隙を介して配置される。ここ
で、回転ドラム2,2′と磁気センサ4,4′の動作について
第２図を用いて説明する。
第２図では、説明上回転ドラム２と磁気センサ４を取
り出したものである。前述したように、回転ドラム２の
磁性体３にはN,Sの磁気信号が全周にわたって記録され
ており、間隙ｌを介してMR素子R1,R2で構成された磁気
センサ４が対向配置されている。
り出したものである。前述したように、回転ドラム２の
磁性体３にはN,Sの磁気信号が全周にわたって記録され
ており、間隙ｌを介してMR素子R1,R2で構成された磁気
センサ４が対向配置されている。
第３図（Ａ）および第３図（Ｂ）は、第２図に示した
回転ドラム２における磁性体３と磁気センサ４の配置関
係を示す拡大展開図である。第３図において、MR素子
R1,R2は、記録波長（Ｎ極とＳ極の間隔）λに対してλ/
2ずつ離して配置している。第４図にこの動作波形を示
した。第４図において、前記回転ドラム２の磁性体３
は、回転ドラム２の回転によって図示矢印のように移動
するものである。一方、周知のようにMR素子R1,R2は、
磁気信号のＮ極,S極の磁束変化のいずれかの信号が加わ
ると抵抗値が低下する特性を有しているので、磁性体３
が矢印のごとく移動すると、MR素子R1,R2の抵抗変化
は、記録波長λに応じた正弦波状の抵抗変化が得られ、
各々（R1,R2）はλ/2位相のずれた原信号波形となる。
ここで、前記MR素子R1,R2を第５図（イ）のように３端
子に接続し、両端に電圧Ｖを加えると出力端子EA1から
得られる電圧は、第６図（Ａ）に示すような波形とな
り、磁性体３に記録した磁気信号に対応した出力EA1が
得られるものである。一方、同様に第１図で示した回転
ドラム２′と磁気センサ４′からも同様の作用で第６図
（Ｂ）に示した波形EA2が得られる。
回転ドラム２における磁性体３と磁気センサ４の配置関
係を示す拡大展開図である。第３図において、MR素子
R1,R2は、記録波長（Ｎ極とＳ極の間隔）λに対してλ/
2ずつ離して配置している。第４図にこの動作波形を示
した。第４図において、前記回転ドラム２の磁性体３
は、回転ドラム２の回転によって図示矢印のように移動
するものである。一方、周知のようにMR素子R1,R2は、
磁気信号のＮ極,S極の磁束変化のいずれかの信号が加わ
ると抵抗値が低下する特性を有しているので、磁性体３
が矢印のごとく移動すると、MR素子R1,R2の抵抗変化
は、記録波長λに応じた正弦波状の抵抗変化が得られ、
各々（R1,R2）はλ/2位相のずれた原信号波形となる。
ここで、前記MR素子R1,R2を第５図（イ）のように３端
子に接続し、両端に電圧Ｖを加えると出力端子EA1から
得られる電圧は、第６図（Ａ）に示すような波形とな
り、磁性体３に記録した磁気信号に対応した出力EA1が
得られるものである。一方、同様に第１図で示した回転
ドラム２′と磁気センサ４′からも同様の作用で第６図
（Ｂ）に示した波形EA2が得られる。
ここで、第１図のトルク検出装置において、例えば軸
１の駆動側にモータを取り付け、負荷側に負荷を取り付
けると軸１は、その負荷トルクに比例して角度θだけね
じれる。これを式であらわすと次のようになる。
１の駆動側にモータを取り付け、負荷側に負荷を取り付
けると軸１は、その負荷トルクに比例して角度θだけね
じれる。これを式であらわすと次のようになる。
ここで、θ：ねじれ角（rad）,G:軸のせん断係数（kg
/cm2）,L:ドラム間の距離（cm）,D:軸径（cm）である。
せん断係数Ｇは軸の材質で決まるもので、ドラム間の距
離Ｌと軸径Ｄが決まればねじれ角θに対するトルクＴが
わかる。従って、軸１のねじれ角θを検出することによ
り、トルク測定が可能となる。軸１のねじれ角θの測定
方法の一例を第７図（Ａ）および第７図（Ｂ）に示す。
第７図（Ａ）において、軸１のねじれθは、回転ドラム
２と磁気センサ４で得られる出力EA1と回転ドラム２′
と磁気センサ４′で得られる出力EA2の零クロスにおけ
る位相差θ２−θ１を測定して行う。すなわち、第７図
（Ａ）に示すように負荷トルクが小さい場合は、軸１の
ねじれ量も小さいので出力EA1とEA2の零クロスにおける
位相差θ１は小さくなる。逆に、第７図（Ｂ）のように
負荷トルクが大きい場合は軸１のねじれ量も増加するの
で、零クロスにおける位相差θ２は大きくなる。従っ
て、この位相差θ１あるいはθ２を測定すればトルクの
大きさを検出できる。第８図は、本発明によるトルク検
出装置の一特性を示したもので、トルクＴに対する位相
角θの関係を実測したものである。
/cm2）,L:ドラム間の距離（cm）,D:軸径（cm）である。
せん断係数Ｇは軸の材質で決まるもので、ドラム間の距
離Ｌと軸径Ｄが決まればねじれ角θに対するトルクＴが
わかる。従って、軸１のねじれ角θを検出することによ
り、トルク測定が可能となる。軸１のねじれ角θの測定
方法の一例を第７図（Ａ）および第７図（Ｂ）に示す。
第７図（Ａ）において、軸１のねじれθは、回転ドラム
２と磁気センサ４で得られる出力EA1と回転ドラム２′
と磁気センサ４′で得られる出力EA2の零クロスにおけ
る位相差θ２−θ１を測定して行う。すなわち、第７図
（Ａ）に示すように負荷トルクが小さい場合は、軸１の
ねじれ量も小さいので出力EA1とEA2の零クロスにおける
位相差θ１は小さくなる。逆に、第７図（Ｂ）のように
負荷トルクが大きい場合は軸１のねじれ量も増加するの
で、零クロスにおける位相差θ２は大きくなる。従っ
て、この位相差θ１あるいはθ２を測定すればトルクの
大きさを検出できる。第８図は、本発明によるトルク検
出装置の一特性を示したもので、トルクＴに対する位相
角θの関係を実測したものである。
一方、MR素子Ｒは、前述したように磁界の大きさに対
応して抵抗値が変化するため、軸１が停止していても、
MS素子には回転ドラム2,2′の磁性体3,3′からのＮ極,S
極による所定強度の磁界が常に加わっているため軸１の
停止時のトルクを検出することができる。第９図及び第
10図に停止時におけるトルク検出の一例を示す。
応して抵抗値が変化するため、軸１が停止していても、
MS素子には回転ドラム2,2′の磁性体3,3′からのＮ極,S
極による所定強度の磁界が常に加わっているため軸１の
停止時のトルクを検出することができる。第９図及び第
10図に停止時におけるトルク検出の一例を示す。
第９図においては、本発明のトルク検出装置をモータ
６に組込んだ例を示したものである。回転ドラム2,2′
はモータ６のシャフト１に任意の間隔をおいて固着され
ている。磁気センサ4,4′は各々、回転ドラム2,2′に小
さな間隙をおいて対向して配置されている。又、回転ド
ラム2,2′側のシャフト１端には、例えば工作機などの
負荷が接続される。一般に、工作機等を駆動する電動機
は、インバータ等の発展に伴い直流電動機から交流電動
機化が急速に進んでいる。一方、工作機等を駆動する電
動機の軸トルクの検出は、加工物の加工精度，加工速度
等の制御のフィードバックに欠くことができない。電動
機の軸トルクは、直流電動機の場合には、電流とトルク
が比例することから、電流を検出することにより容易に
トルクを検出できるが、交流電動機では、電流トルクが
比例しないため、電流でのトルク検出は、困難である。
そこで、本発明のようなトルク検出装置が必要となる。
６に組込んだ例を示したものである。回転ドラム2,2′
はモータ６のシャフト１に任意の間隔をおいて固着され
ている。磁気センサ4,4′は各々、回転ドラム2,2′に小
さな間隙をおいて対向して配置されている。又、回転ド
ラム2,2′側のシャフト１端には、例えば工作機などの
負荷が接続される。一般に、工作機等を駆動する電動機
は、インバータ等の発展に伴い直流電動機から交流電動
機化が急速に進んでいる。一方、工作機等を駆動する電
動機の軸トルクの検出は、加工物の加工精度，加工速度
等の制御のフィードバックに欠くことができない。電動
機の軸トルクは、直流電動機の場合には、電流とトルク
が比例することから、電流を検出することにより容易に
トルクを検出できるが、交流電動機では、電流トルクが
比例しないため、電流でのトルク検出は、困難である。
そこで、本発明のようなトルク検出装置が必要となる。
第９図のトルク検出装置で第１図と異なっている点
は、磁気センサの出力をトルク検出の他に位置検出及び
速度検出の為に用いているため、磁気センサ4,4′の出
力を各々２相出力としている点である。ここで、磁気セ
ンサの出力を２相出力にすることはMS素子の場合、前述
したように、パーマロイ等をガラス基板上に蒸着して作
るため、MR素子パターンの簡単な仕様変更によりガラス
基板上に一体化して製作できるため、磁気センサ4,4′
の数も増えず、センサ自体の大きさもほとんど変らな
い。従って、システム全体の構造も簡単になる。
は、磁気センサの出力をトルク検出の他に位置検出及び
速度検出の為に用いているため、磁気センサ4,4′の出
力を各々２相出力としている点である。ここで、磁気セ
ンサの出力を２相出力にすることはMS素子の場合、前述
したように、パーマロイ等をガラス基板上に蒸着して作
るため、MR素子パターンの簡単な仕様変更によりガラス
基板上に一体化して製作できるため、磁気センサ4,4′
の数も増えず、センサ自体の大きさもほとんど変らな
い。従って、システム全体の構造も簡単になる。
さて、第９図において、磁気センサ２及び２′からほ
ぼ90度位相のずれた２相出力EA1とEB1及びEA2とEB2を取
り出し、各出力は、比較器51,52,53,51′,52′及び53′
により方形波A1,B1,A2及びB2を得る。この２相の方形波
A1,B1は、第10図（Ｂ）に示すように磁気センサ４の出
力EA1を４つのモードに分けるために使用される。例え
ば、出力EA1の０°〜90°の範囲では、A1,B1の関係は
Hi,Loとなり、90°〜180°の範囲ではHi,Hiとなる。同
様に180°〜270°ではLo,Hi、270°〜360°の範囲ではH
i,Hiとなる。さらに方形波A2,B2は、磁気センサ４′の
出力EA2を４つのモードに分けるために使用される。ま
た、磁気センサ4,4′の出力EA1,EA2は前記の方に、第10
図（Ａ）の（ロ）のように各々、三角波の搬送波PMと比
較し、出力AM1及びAM2を得る。例えば、磁気センサ4,
4′の出力EA1,EA2を第10図（Ａ）の（イ）のように正弦
波と仮定すれば、出力EA1,EA2のアナログ量で角度θを
求めることがで期る。さらに、出力EA1,EA2のアナログ
量は各々１周期間で同一電圧になる点が存在するが、モ
ード判別部８あるいは８′により０〜90度,90〜180度,1
80〜270度及び270〜360度の判定ができる。さらに位置
検出部９及び９′により、トルク検出14の他に位置検出
12,12′及び速度検出13,13′の情報を得ることができ
る。なお、位置および速度検出については負荷７の位置
及び速度検出を精度良く行う時には負荷側の回転ドラム
２′と磁気センサ４′の情報で行うと検出精度の向上が
図れる。あるいは、スムースなモータ制御を指向する場
合はモータ側（駆動側）の回転ドラム２と磁気センサ４
の位置及び速度情報を使用する方が良い。更に、負荷の
運転状態により負荷側と駆動側をスイッチ10及び10′に
より切り換える場合もある。
ぼ90度位相のずれた２相出力EA1とEB1及びEA2とEB2を取
り出し、各出力は、比較器51,52,53,51′,52′及び53′
により方形波A1,B1,A2及びB2を得る。この２相の方形波
A1,B1は、第10図（Ｂ）に示すように磁気センサ４の出
力EA1を４つのモードに分けるために使用される。例え
ば、出力EA1の０°〜90°の範囲では、A1,B1の関係は
Hi,Loとなり、90°〜180°の範囲ではHi,Hiとなる。同
様に180°〜270°ではLo,Hi、270°〜360°の範囲ではH
i,Hiとなる。さらに方形波A2,B2は、磁気センサ４′の
出力EA2を４つのモードに分けるために使用される。ま
た、磁気センサ4,4′の出力EA1,EA2は前記の方に、第10
図（Ａ）の（ロ）のように各々、三角波の搬送波PMと比
較し、出力AM1及びAM2を得る。例えば、磁気センサ4,
4′の出力EA1,EA2を第10図（Ａ）の（イ）のように正弦
波と仮定すれば、出力EA1,EA2のアナログ量で角度θを
求めることがで期る。さらに、出力EA1,EA2のアナログ
量は各々１周期間で同一電圧になる点が存在するが、モ
ード判別部８あるいは８′により０〜90度,90〜180度,1
80〜270度及び270〜360度の判定ができる。さらに位置
検出部９及び９′により、トルク検出14の他に位置検出
12,12′及び速度検出13,13′の情報を得ることができ
る。なお、位置および速度検出については負荷７の位置
及び速度検出を精度良く行う時には負荷側の回転ドラム
２′と磁気センサ４′の情報で行うと検出精度の向上が
図れる。あるいは、スムースなモータ制御を指向する場
合はモータ側（駆動側）の回転ドラム２と磁気センサ４
の位置及び速度情報を使用する方が良い。更に、負荷の
運転状態により負荷側と駆動側をスイッチ10及び10′に
より切り換える場合もある。
ここで、回転ドラム2,2′が第10図（イ）の（ａ）点
で停止している場合を考えると、搬送波PMが磁気センサ
４の出力EA1の（ａ）点に達するまで時間tm1の幅のパル
スAM1が得られる。この時、第９図のモータ６のシャフ
ト１にトルクＴが加わっていれば、回転ドラム２′と磁
気センサ４′から得られる出力EA2は、第10図（Ａ）の
（イ）の破線で示すような波形となり、時間tm2の間の
幅のパルスAM2が得られる。このパルスAM1とAM2は、セ
ンサ出力EA1とEA2のアナログ量に比例するので、時間t
m1とtm2の値をトルク測定部１に入力しドラム2,2′間の
角度差として求められ、トルク検出が可能となる。
で停止している場合を考えると、搬送波PMが磁気センサ
４の出力EA1の（ａ）点に達するまで時間tm1の幅のパル
スAM1が得られる。この時、第９図のモータ６のシャフ
ト１にトルクＴが加わっていれば、回転ドラム２′と磁
気センサ４′から得られる出力EA2は、第10図（Ａ）の
（イ）の破線で示すような波形となり、時間tm2の間の
幅のパルスAM2が得られる。このパルスAM1とAM2は、セ
ンサ出力EA1とEA2のアナログ量に比例するので、時間t
m1とtm2の値をトルク測定部１に入力しドラム2,2′間の
角度差として求められ、トルク検出が可能となる。
本実施例では、回転ドラム2,2′と磁気センサ4,4′を
モータ６のシャフト１に外付けした構造で説明したが、
回転ドラム2,2′と磁気センサ4,4′をモータ６の中に内
蔵しても良い。さらに、回転ドラム2,2′の形状をドラ
ムタイプとしたが、第11図の様に円板の平面（片面又は
両面）に磁性体3,3′を装着して検出する構造としても
よい。磁性体3,3′を円板の両面に装着した場合は磁気
センサの数も必要個数配置させる必要がある。
モータ６のシャフト１に外付けした構造で説明したが、
回転ドラム2,2′と磁気センサ4,4′をモータ６の中に内
蔵しても良い。さらに、回転ドラム2,2′の形状をドラ
ムタイプとしたが、第11図の様に円板の平面（片面又は
両面）に磁性体3,3′を装着して検出する構造としても
よい。磁性体3,3′を円板の両面に装着した場合は磁気
センサの数も必要個数配置させる必要がある。
又、本実施例ではトルク検出の他に位置検出及び速度
検出の情報を同一のセンサから得られるので、モータ制
御等の高信頼，高精度化が図れる。
検出の情報を同一のセンサから得られるので、モータ制
御等の高信頼，高精度化が図れる。
本発明によれば、磁気センサの出力波形が正弦波状の
アナログ電圧信号で得られることから、その正弦波状の
電圧信号の大きさより２つの磁気回転体の位相差を連続
的に測定でき、その位相差より負荷トルクを求めること
により、停止時から高速域まで高精度で分解能の高い負
荷トルクの検出ができるという効果が得られる。
アナログ電圧信号で得られることから、その正弦波状の
電圧信号の大きさより２つの磁気回転体の位相差を連続
的に測定でき、その位相差より負荷トルクを求めること
により、停止時から高速域まで高精度で分解能の高い負
荷トルクの検出ができるという効果が得られる。
また、磁気センサに一対の磁気抵抗効果素子を設け、
その一対の磁気抵抗効果素子間の抵抗変化の違いを正弦
波状のアナログ電圧信号に変換することにより、その出
力波形は磁性体の磁極ピッチの２倍の周波数で得られる
ことからトルク検出の分解能が向上できること、また、
一対の磁気抵抗効果素子間の抵抗変化の違いから出力信
号を得るため温度変化の影響を受けないことから検出精
度が良くなるという効果が得られる。
その一対の磁気抵抗効果素子間の抵抗変化の違いを正弦
波状のアナログ電圧信号に変換することにより、その出
力波形は磁性体の磁極ピッチの２倍の周波数で得られる
ことからトルク検出の分解能が向上できること、また、
一対の磁気抵抗効果素子間の抵抗変化の違いから出力信
号を得るため温度変化の影響を受けないことから検出精
度が良くなるという効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例のトルク検出装置の略示構成
図、第２図はトルク検出装置を構成する回転ドラムと磁
気センサの詳細図、第３図（Ａ）は磁性体の展開図、第
３図（Ｂ）はこの磁性体に対する磁気センサの平面図、
第４図は磁性体に記録された磁極とセンサの出力を示す
図、第５図はMR素子の三端子接続図、第６図（Ａ）およ
び第６図（Ｂ）は三端子の中点から得られる出力波形
図、第７図（Ａ）および第７図（Ｂ）も同じく磁気セン
サから得られる出力波形に基づいて負荷トルク検出する
手法説明図、第８図は本発明によるトルク検出装置の特
性図、第９図は停止時におけるトルク検出の一実施例を
示すトルク検出装置の構成図、第10図（Ａ）はセンサ出
力波形と搬送波との関係を示す図、第10図（Ｂ）は二つ
の磁気センサ出力信号からのモードの判別説明図、第11
図は他の実施例の略示構成図である。 １……軸、2,2′……回転ドラム、3,3′……磁性体、4,
4′……磁気センサ、51,52,53,51′,52′,53′……比較
器、６……モータ、７……負荷、8,8′……モード判別
部、9,9′……位置検出部、10,10′……切り換えスイッ
チ、11……トルク測定部、12,12′……位置出力部、13,
13′……速度出力部、14……トルク出力部、Ｒ……MS素
子、EA1,EA2……磁気センサ出力、A1,B1……モード判別
用２相出力、AM1,AM2……停止時のパルス出力。
図、第２図はトルク検出装置を構成する回転ドラムと磁
気センサの詳細図、第３図（Ａ）は磁性体の展開図、第
３図（Ｂ）はこの磁性体に対する磁気センサの平面図、
第４図は磁性体に記録された磁極とセンサの出力を示す
図、第５図はMR素子の三端子接続図、第６図（Ａ）およ
び第６図（Ｂ）は三端子の中点から得られる出力波形
図、第７図（Ａ）および第７図（Ｂ）も同じく磁気セン
サから得られる出力波形に基づいて負荷トルク検出する
手法説明図、第８図は本発明によるトルク検出装置の特
性図、第９図は停止時におけるトルク検出の一実施例を
示すトルク検出装置の構成図、第10図（Ａ）はセンサ出
力波形と搬送波との関係を示す図、第10図（Ｂ）は二つ
の磁気センサ出力信号からのモードの判別説明図、第11
図は他の実施例の略示構成図である。 １……軸、2,2′……回転ドラム、3,3′……磁性体、4,
4′……磁気センサ、51,52,53,51′,52′,53′……比較
器、６……モータ、７……負荷、8,8′……モード判別
部、9,9′……位置検出部、10,10′……切り換えスイッ
チ、11……トルク測定部、12,12′……位置出力部、13,
13′……速度出力部、14……トルク出力部、Ｒ……MS素
子、EA1,EA2……磁気センサ出力、A1,B1……モード判別
用２相出力、AM1,AM2……停止時のパルス出力。
Claims (1)
- 【請求項１】駆動側と負荷側を結ぶ回転軸に所定間隔離
して取り付けられ、表面にN,S極を有する磁性体を複数
個設けてなる２つの磁気回転体と、 前記２つの磁気回転体の磁性体表面にそれぞれ対向して
配置され、前記磁性体の磁界に感応して内部抵抗が変化
し、前記磁性体の磁極ピッチ（λ）の半分（λ/2）の間
隔を離して配置された一対の磁気抵抗効果素子を設け、
対応する磁気回転体との相対的な角度変位に対して、そ
れぞれがほぼ90度位相のずれた２相の正弦波状の信号
（EA1,EB1及びEA2,EB2）を出力する２つの磁気センサ
と、 前記２つの磁気センサから出力される正弦波状の信号の
大きさを検出する手段と、 前記各磁気センサから得られたほぼ90度位相のずれた２
相の正弦波状の信号から、前記２つの磁気回転体とそれ
ぞれに対応した磁気センサとの間の変位が０から360度
の間の90度ごとに異なる４つのモードのいずれにあるか
を検出する手段とを有し、 前記正弦波状の信号の大きさおよび検出されたモードか
ら前記２つの磁気回転体の回転角の位相差を求め、前記
回転角の位相差より前記回転軸に働く負荷トルクを検出
することを特徴とするトルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61082100A JPH0814515B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61082100A JPH0814515B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | トルク検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62239031A JPS62239031A (ja) | 1987-10-19 |
| JPH0814515B2 true JPH0814515B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=13764993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61082100A Expired - Lifetime JPH0814515B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814515B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01270627A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Hitachi Ltd | トルクセンサ保護装置 |
| US5265480A (en) * | 1990-08-23 | 1993-11-30 | Mazda Motor Corporation | Torque detector |
| JP2969309B2 (ja) * | 1991-09-26 | 1999-11-02 | マツダ株式会社 | トルク検出装置 |
| KR960009351B1 (ko) * | 1991-09-26 | 1996-07-18 | 마쯔다 가부시기가이샤 | 토오크 검출장치 |
| JP6557961B2 (ja) * | 2014-11-13 | 2019-08-14 | 日本精工株式会社 | 回転装置 |
-
1986
- 1986-04-11 JP JP61082100A patent/JPH0814515B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62239031A (ja) | 1987-10-19 |
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