JPH10185714A - 磁歪式トルクセンサ - Google Patents
磁歪式トルクセンサInfo
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- JPH10185714A JPH10185714A JP35536896A JP35536896A JPH10185714A JP H10185714 A JPH10185714 A JP H10185714A JP 35536896 A JP35536896 A JP 35536896A JP 35536896 A JP35536896 A JP 35536896A JP H10185714 A JPH10185714 A JP H10185714A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転軸に曲げを与えた際にも出力変動を発生
しない高精度の磁歪式トルクセンサを得る。 【解決手段】回転軸１の軸心に対して傾斜する複数のス
リットを磁歪部に設けた第１の磁気異方性部と、第１の
磁気異方性部21のスリットと傾斜が対称となるようにも
うけた第２の磁気異方性部22と、磁気異方性部の周囲に
配置した励磁コイル31,32 および検出コイル41,42 と、
検出コイルからの信号を増幅する増幅回路81,82 と、増
幅回路からの二つの信号の差動をとる差動回路9 とを備
えた磁歪式トルクセンサにおいて、２つの磁気異方性
部、励磁コイルおよび検出コイルが回転軸の曲げモーメ
ントがかかる部分に配置されており、かつ２つの検出回
路からの出力信号が同一になるよう調整する出力調整手
段を備えた構成にしている。
しない高精度の磁歪式トルクセンサを得る。 【解決手段】回転軸１の軸心に対して傾斜する複数のス
リットを磁歪部に設けた第１の磁気異方性部と、第１の
磁気異方性部21のスリットと傾斜が対称となるようにも
うけた第２の磁気異方性部22と、磁気異方性部の周囲に
配置した励磁コイル31,32 および検出コイル41,42 と、
検出コイルからの信号を増幅する増幅回路81,82 と、増
幅回路からの二つの信号の差動をとる差動回路9 とを備
えた磁歪式トルクセンサにおいて、２つの磁気異方性
部、励磁コイルおよび検出コイルが回転軸の曲げモーメ
ントがかかる部分に配置されており、かつ２つの検出回
路からの出力信号が同一になるよう調整する出力調整手
段を備えた構成にしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁性体の逆磁歪効果
を利用した非接触式トルクセンサに関し、とくにロボッ
ト、工作機械などに使用するモータのトルクを検出する
トルクセンサに関する。
を利用した非接触式トルクセンサに関し、とくにロボッ
ト、工作機械などに使用するモータのトルクを検出する
トルクセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】回転駆動系を有するロボットやマニピュ
レータおよび工作機械の制御に、非接触でかつ小型のト
ルクセンサが要求されている。このようなトルクセンサ
には種々の方式があるが、非接触で小型化に有利な方式
としては磁歪式トルクセンサがある。これは、磁性体に
力が印加されると磁性体の透磁率が変わるという逆磁歪
効果を利用してトルク検出を行うものである。すなわ
ち、図１に概略構造を示すように、磁歪合金材からなる
回転軸１の表面に溝を設ける事により回転軸長の方向と
角度をなし、互いに反対方向に傾斜して第１および第２
の磁気異方性付与した部分を設け、回転軸１の周囲に一
定ギャップを保って励磁コイル３１、３２および検出コ
イル４１、４２またはコイルを巻いた磁気ヘッド（表示
無し）を設けてある。そしてトルク印加に伴う磁気異方
性付与部分の透磁率の変化をインピーダンスの変化とし
て検出し、このインピーダンスの変化をトルクに換算し
て出力を発生するものである。この構成では、差動構造
となりノイズや温度に対する影響が少なくなり、また同
一のトルクに対する出力感度も単一の検出部を用いたと
きに比べ大きくなる。
レータおよび工作機械の制御に、非接触でかつ小型のト
ルクセンサが要求されている。このようなトルクセンサ
には種々の方式があるが、非接触で小型化に有利な方式
としては磁歪式トルクセンサがある。これは、磁性体に
力が印加されると磁性体の透磁率が変わるという逆磁歪
効果を利用してトルク検出を行うものである。すなわ
ち、図１に概略構造を示すように、磁歪合金材からなる
回転軸１の表面に溝を設ける事により回転軸長の方向と
角度をなし、互いに反対方向に傾斜して第１および第２
の磁気異方性付与した部分を設け、回転軸１の周囲に一
定ギャップを保って励磁コイル３１、３２および検出コ
イル４１、４２またはコイルを巻いた磁気ヘッド（表示
無し）を設けてある。そしてトルク印加に伴う磁気異方
性付与部分の透磁率の変化をインピーダンスの変化とし
て検出し、このインピーダンスの変化をトルクに換算し
て出力を発生するものである。この構成では、差動構造
となりノイズや温度に対する影響が少なくなり、また同
一のトルクに対する出力感度も単一の検出部を用いたと
きに比べ大きくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような磁歪式トルクセンサは回転軸に負荷を付加する際
に発生する曲げによる出力変動が大きいという問題があ
ったこれは、回転軸の片端に付加を負荷した際、第１の
磁気異方性部と第２の磁気異方性の曲げモーメントがア
ンバランスをしている事に起因している。この場合、第
１の磁気異方性部と第２の磁気異方性部の曲げモーメン
トのアンバランスはこの回転軸に支え、負荷を与える構
成により異なるが、負荷を片端に付加する際には必ず発
生する。そこで、本発明はこのように回転軸に曲げを与
えた際にも出力変動を発生しない高精度の磁歪式トルク
センサを提供することを目的としたものである。
ような磁歪式トルクセンサは回転軸に負荷を付加する際
に発生する曲げによる出力変動が大きいという問題があ
ったこれは、回転軸の片端に付加を負荷した際、第１の
磁気異方性部と第２の磁気異方性の曲げモーメントがア
ンバランスをしている事に起因している。この場合、第
１の磁気異方性部と第２の磁気異方性部の曲げモーメン
トのアンバランスはこの回転軸に支え、負荷を与える構
成により異なるが、負荷を片端に付加する際には必ず発
生する。そこで、本発明はこのように回転軸に曲げを与
えた際にも出力変動を発生しない高精度の磁歪式トルク
センサを提供することを目的としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は少なくとも表面に磁歪部を有した回転軸
と、前記磁歪部に前記回転軸の軸心に対して傾斜する複
数のスリットを設けた第１の磁気異方性部と、前記第１
の磁気異方性部のスリットと傾斜が対称となるようにも
うけた第２の磁気異方性部と、前記２つの磁気異方性部
の周囲にそれぞれ配置した第１、第２の励磁・検出コイ
ルと、前記励磁コイルに励磁電流を通電する励磁回路
と、前記第１および第２の検出コイルからの信号を増幅
する第１および第２の増幅回路と、前記第１の増幅回路
からの信号と前記第２の増幅回路からの信号との差動を
とる差動回路とを備えた磁歪式トルクセンサにおいて、
前記２つの磁気異方性部、励磁コイルおよび検出コイル
が前記回転軸の曲げモーメントがかかる部分に配置され
ており、かつ前記検出コイルからの出力信号を同一に調
整する出力調整手段を備えた構成にしている。なお、前
記回転軸の磁歪部を磁歪膜かまたは前記回転軸を磁歪材
料にしてもよい。また、前記第１の磁気異方性部の磁歪
膜と前記第２の磁気異方性部の磁歪膜の合金組成を異な
るようにしてもよいし、前記第１の磁気異方性部の磁歪
膜と前記第２の磁気異方性部の磁歪膜の成膜時の温度ま
たは熱処理温度を異なるようにしてもよい。また、前記
出力調整手段は前記第１および第２の増幅回路にそれぞ
れ感度調整機能をもうけてもよい。
め、本発明は少なくとも表面に磁歪部を有した回転軸
と、前記磁歪部に前記回転軸の軸心に対して傾斜する複
数のスリットを設けた第１の磁気異方性部と、前記第１
の磁気異方性部のスリットと傾斜が対称となるようにも
うけた第２の磁気異方性部と、前記２つの磁気異方性部
の周囲にそれぞれ配置した第１、第２の励磁・検出コイ
ルと、前記励磁コイルに励磁電流を通電する励磁回路
と、前記第１および第２の検出コイルからの信号を増幅
する第１および第２の増幅回路と、前記第１の増幅回路
からの信号と前記第２の増幅回路からの信号との差動を
とる差動回路とを備えた磁歪式トルクセンサにおいて、
前記２つの磁気異方性部、励磁コイルおよび検出コイル
が前記回転軸の曲げモーメントがかかる部分に配置され
ており、かつ前記検出コイルからの出力信号を同一に調
整する出力調整手段を備えた構成にしている。なお、前
記回転軸の磁歪部を磁歪膜かまたは前記回転軸を磁歪材
料にしてもよい。また、前記第１の磁気異方性部の磁歪
膜と前記第２の磁気異方性部の磁歪膜の合金組成を異な
るようにしてもよいし、前記第１の磁気異方性部の磁歪
膜と前記第２の磁気異方性部の磁歪膜の成膜時の温度ま
たは熱処理温度を異なるようにしてもよい。また、前記
出力調整手段は前記第１および第２の増幅回路にそれぞ
れ感度調整機能をもうけてもよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は磁歪式トルクセンサの二
つの検出部の磁歪材の組成を変化させる事により出力を
同じにすることまたは増幅回路のゲインを調整し二つの
出力を同じにする構成にすることまたは二つの検出部の
磁歪膜の成膜時の温度を変えるようにしたものである。
磁歪式トルクセンサは磁歪材の磁化ベクトル（大きさ
Ｍ、軸長からの傾きθ）の回転が歪の印加に伴い発生
し、回転軸の軸長方向の変化として、その変化量が透磁
率の変化量となり出力に反映される。すなわち、歪印加
前の磁化ベクトルの軸長からの傾きがθであり、歪印加
後θ’となった場合、Ｍ（ｃｏｓθ−ｃｏｓθ’）が透
磁率変化に反映し、出力変化となる。従来の磁歪式トル
クセンサは、差動構成を取るため、回転軸の表面に、回
転軸長の方向と角度をなし、互いに反対方向に傾斜して
第１および第２の磁歪を有する磁性材料を、磁気異方性
を付与するように付着させ、トルク印加に伴う磁歪材の
透磁率の変化を得るようにしている。特定方向のトルク
が印加された際、磁化ベクトルの回転はそれぞれ同じ回
転方向となる。つまり、第１の磁歪材の磁化ベクトルの
回転が右まわりであれば、第２の磁歪材の磁化ベクトル
の回転も右まわりとなる。しかし、曲げによる歪の場合
にはトルクの場合と異なり、曲げの印加により磁化ベク
トルの回転は対向してそれぞれ逆方向となる。これは、
曲げモーメントが同じであれば回転量は同じであるの
で、差動をとってキャンセルできる。そこで、曲げによ
る歪の大きい方の出力を、曲げによる歪の小さい方の出
力に比べ小さくし、曲げによる歪の小さい方の出力と同
じにすればよい。出力感度を最適化した条件でのトルク
変化に伴う磁化ベクトルの回転量Δθ（＝θ−θ’）
が、磁歪材の組成を変化させたり、熱処理温度を変化さ
せる事により、減少することが知られている。そこで、
これを適用して曲げによる歪の大きい第１の磁気異方性
部（磁歪膜）の合金組成や熱処理温度を第２の磁気異方
性部（磁歪膜）の合金組成や熱処理温度より変化させ、
第１の磁歪膜部と第２の磁歪膜部の曲げによる出力を同
じになるように調整する。これにより、第１の磁気異方
性部（磁歪膜）と第２の磁気異方性部（磁歪膜）の曲げ
による出力が同じになり、差動によりキャンセルでき
る。また、磁歪部の材質を同じにした場合、たとえば同
一材質の磁歪膜や回転軸に磁歪材を用いた時は増幅回路
のゲインにより同じ出力になるように調整する。すなわ
ち、曲げによる歪の大きい第１の増幅回路の出力感度ｇ
1 を第２の増幅回路の出力感度ｇ2 より小さくし、第１
の磁気異方性部（スリット）と第２の磁気異方性部（ス
リット）からの曲げによる出力を同じになるように調整
する。すなわちｇ1 ＜ｇ2 とすることにより、第１の磁
気異方性部（スリット）と第２の磁気異方性部（スリッ
ト）の曲げによる出力が同じになるので、差動によりキ
ャンセルできる。
つの検出部の磁歪材の組成を変化させる事により出力を
同じにすることまたは増幅回路のゲインを調整し二つの
出力を同じにする構成にすることまたは二つの検出部の
磁歪膜の成膜時の温度を変えるようにしたものである。
磁歪式トルクセンサは磁歪材の磁化ベクトル（大きさ
Ｍ、軸長からの傾きθ）の回転が歪の印加に伴い発生
し、回転軸の軸長方向の変化として、その変化量が透磁
率の変化量となり出力に反映される。すなわち、歪印加
前の磁化ベクトルの軸長からの傾きがθであり、歪印加
後θ’となった場合、Ｍ（ｃｏｓθ−ｃｏｓθ’）が透
磁率変化に反映し、出力変化となる。従来の磁歪式トル
クセンサは、差動構成を取るため、回転軸の表面に、回
転軸長の方向と角度をなし、互いに反対方向に傾斜して
第１および第２の磁歪を有する磁性材料を、磁気異方性
を付与するように付着させ、トルク印加に伴う磁歪材の
透磁率の変化を得るようにしている。特定方向のトルク
が印加された際、磁化ベクトルの回転はそれぞれ同じ回
転方向となる。つまり、第１の磁歪材の磁化ベクトルの
回転が右まわりであれば、第２の磁歪材の磁化ベクトル
の回転も右まわりとなる。しかし、曲げによる歪の場合
にはトルクの場合と異なり、曲げの印加により磁化ベク
トルの回転は対向してそれぞれ逆方向となる。これは、
曲げモーメントが同じであれば回転量は同じであるの
で、差動をとってキャンセルできる。そこで、曲げによ
る歪の大きい方の出力を、曲げによる歪の小さい方の出
力に比べ小さくし、曲げによる歪の小さい方の出力と同
じにすればよい。出力感度を最適化した条件でのトルク
変化に伴う磁化ベクトルの回転量Δθ（＝θ−θ’）
が、磁歪材の組成を変化させたり、熱処理温度を変化さ
せる事により、減少することが知られている。そこで、
これを適用して曲げによる歪の大きい第１の磁気異方性
部（磁歪膜）の合金組成や熱処理温度を第２の磁気異方
性部（磁歪膜）の合金組成や熱処理温度より変化させ、
第１の磁歪膜部と第２の磁歪膜部の曲げによる出力を同
じになるように調整する。これにより、第１の磁気異方
性部（磁歪膜）と第２の磁気異方性部（磁歪膜）の曲げ
による出力が同じになり、差動によりキャンセルでき
る。また、磁歪部の材質を同じにした場合、たとえば同
一材質の磁歪膜や回転軸に磁歪材を用いた時は増幅回路
のゲインにより同じ出力になるように調整する。すなわ
ち、曲げによる歪の大きい第１の増幅回路の出力感度ｇ
1 を第２の増幅回路の出力感度ｇ2 より小さくし、第１
の磁気異方性部（スリット）と第２の磁気異方性部（ス
リット）からの曲げによる出力を同じになるように調整
する。すなわちｇ1 ＜ｇ2 とすることにより、第１の磁
気異方性部（スリット）と第２の磁気異方性部（スリッ
ト）の曲げによる出力が同じになるので、差動によりキ
ャンセルできる。
【実施例】以下、本発明の磁歪式トルクセンサの実施の
形態を図に基づいて詳細に説明する。 （第１の実施例）図１は本発明の実施の形態を示す部分
側断面図、図２は検出回路を示す検出回路図である。図
において、１は回転軸、２は磁気異方性部、３は励磁コ
イル、４は検出コイル、５は励磁電源、６は整流回路、
７は平滑回路、８は増幅回路である。なお、増幅回路８
には感度調整機能（ゲイン）がもうけられている。回転
軸１は直径２０ｍｍのＳＵＳ３０４を用い、磁気異方性
を付与するため軸心に対して傾斜したスリットパターン
をもうけている。さらにその表面にスパッタ法、湿式メ
ッキ法および真空蒸着法によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる
第１の磁歪膜２１１と第２の磁歪膜２２１を形成し磁気
異方性部２とした。第１の磁歪膜２１１はＮｉ組成量を
９０．０重量％、第２の磁歪膜２２１はＮｉ組成量を８
９．５重量％とした。スパッタ法による磁歪膜の形成方
法はつぎのようにした。回転軸１を中性洗剤、純水、ア
ルコールの順に超音波洗浄を施した後、真空槽内にセッ
トし、５×１０−４Ｐａ以下に排気した後、加熱し４０
０℃となるようにした。スパッタ条件はターゲット電圧
３２５Ｖ、ターゲット電流１Ａとした。このようにして
作製した回転軸１の第１の磁気異方性部２１の周囲に第
１の励磁コイル３１と第１の検出コイル４１を巻回し、
第２の磁気異方性部２２の周囲に第２の励磁コイル３２
と第２の検出コイル４２を巻回した。これを検出回路に
接続しトルクセンサを作製した。つぎに、動作について
説明する。上述の方法により作製したトルクセンサを図
３に示すように片持梁りにして、その端部に負荷を付加
し透磁率の変化を測定して効果を調べた。なお、曲げモ
ーメントは第１の磁気異方性部２１の方が第２の磁気異
方性部２２より大きい。測定した結果を表１に示す。通
常の同じ組成を用いた場合、負荷の重さに対して出力変
動値が変化していたものが、本発明の実施例では改善さ
れた事が分かる。また、磁歪膜の材質としてＮｉ−Ｃｏ
やＦｅ−Ａｌ−Ｓｉなどについても、第１の磁歪膜の組
成を最適組成とし、第２の磁歪膜の組成をわずかにずら
すことにより同様の結果が得られた。以上の実施例はス
パッタ法の結果で述べたが、真空蒸着法、湿式メッキ法
の場合でも同様の結果が得られた。さらに磁歪膜として
磁性薄帯を接着材にて回転軸に張り付けた場合も同様の
結果が得られた。 （第２の実施例）第２の実施例の構成図は第１の実施例
と同じであるため省略する。スパッタ法による成膜方法
も第１の実施例と同様であるが、Ｎｉ−Ｆｅ合金からな
る第１の磁歪膜２１１と第２の磁歪膜２２１のＮｉ組成
量を９０％とし、第１の磁歪膜２１１の成膜温度が第２
の磁歪膜２２１の成膜温度よりも高くなるようにした。
ただし、その平均温度は４００℃となるようにした。つ
ぎに、動作について説明する。第１の実施例と同様にこ
の回転軸１を図３に示すように片持梁りにして、その端
部に負荷を付加し、透磁率の変化を測定して効果を調べ
た。測定結果は表１と同様によい結果が得られ、通常の
第１、第２の磁歪部の成膜温度を同じにした場合、負荷
の大きさ対して出力変動値が変化していたものが、本発
明の実施例では改善されたことがわかる。以上の実施例
はスパッタ法の結果で述べたが、真空蒸着法、湿式メッ
キ法の場合でも同様の結果が得られた。とくに、湿式メ
ッキ法では成膜後に上述スパッタ法の成膜条件と同じ温
度での熱処理を行う事により、同様の結果が得られた。 （第３の実施例）第３の実施例は回転軸１に磁歪材料で
もあるマルエージング鋼を用い、磁気異方性部２として
第１の実施例と同様にスリットをもうけたものである。
構成図は第１の実施例と同じであるため省略する。つぎ
に動作について説明する。第１の実施例と同様にこの回
転軸１を図３に示すように片持梁りにして、その端部に
負荷を付加し透磁率の変化を測定して効果を調べた。第
１の磁気異方性部と第２の磁気異方性部の曲げによる出
力変動をなくし出力が同じになるように増幅回路のゲイ
ンを調整するので、第１の磁気異方性部と第２の磁気異
方性部の曲げによる出力が同じになり、差動によるキャ
ンセルできる。測定した結果を表２に示す。通常のゲイ
ン調整をした場合、負荷の重さに対して出力変動値が変
化していたものが、第１の実施例と同様に本実施例では
変動値が小さく、改善された事が分かる。
形態を図に基づいて詳細に説明する。 （第１の実施例）図１は本発明の実施の形態を示す部分
側断面図、図２は検出回路を示す検出回路図である。図
において、１は回転軸、２は磁気異方性部、３は励磁コ
イル、４は検出コイル、５は励磁電源、６は整流回路、
７は平滑回路、８は増幅回路である。なお、増幅回路８
には感度調整機能（ゲイン）がもうけられている。回転
軸１は直径２０ｍｍのＳＵＳ３０４を用い、磁気異方性
を付与するため軸心に対して傾斜したスリットパターン
をもうけている。さらにその表面にスパッタ法、湿式メ
ッキ法および真空蒸着法によりＮｉ−Ｆｅ合金からなる
第１の磁歪膜２１１と第２の磁歪膜２２１を形成し磁気
異方性部２とした。第１の磁歪膜２１１はＮｉ組成量を
９０．０重量％、第２の磁歪膜２２１はＮｉ組成量を８
９．５重量％とした。スパッタ法による磁歪膜の形成方
法はつぎのようにした。回転軸１を中性洗剤、純水、ア
ルコールの順に超音波洗浄を施した後、真空槽内にセッ
トし、５×１０−４Ｐａ以下に排気した後、加熱し４０
０℃となるようにした。スパッタ条件はターゲット電圧
３２５Ｖ、ターゲット電流１Ａとした。このようにして
作製した回転軸１の第１の磁気異方性部２１の周囲に第
１の励磁コイル３１と第１の検出コイル４１を巻回し、
第２の磁気異方性部２２の周囲に第２の励磁コイル３２
と第２の検出コイル４２を巻回した。これを検出回路に
接続しトルクセンサを作製した。つぎに、動作について
説明する。上述の方法により作製したトルクセンサを図
３に示すように片持梁りにして、その端部に負荷を付加
し透磁率の変化を測定して効果を調べた。なお、曲げモ
ーメントは第１の磁気異方性部２１の方が第２の磁気異
方性部２２より大きい。測定した結果を表１に示す。通
常の同じ組成を用いた場合、負荷の重さに対して出力変
動値が変化していたものが、本発明の実施例では改善さ
れた事が分かる。また、磁歪膜の材質としてＮｉ−Ｃｏ
やＦｅ−Ａｌ−Ｓｉなどについても、第１の磁歪膜の組
成を最適組成とし、第２の磁歪膜の組成をわずかにずら
すことにより同様の結果が得られた。以上の実施例はス
パッタ法の結果で述べたが、真空蒸着法、湿式メッキ法
の場合でも同様の結果が得られた。さらに磁歪膜として
磁性薄帯を接着材にて回転軸に張り付けた場合も同様の
結果が得られた。 （第２の実施例）第２の実施例の構成図は第１の実施例
と同じであるため省略する。スパッタ法による成膜方法
も第１の実施例と同様であるが、Ｎｉ−Ｆｅ合金からな
る第１の磁歪膜２１１と第２の磁歪膜２２１のＮｉ組成
量を９０％とし、第１の磁歪膜２１１の成膜温度が第２
の磁歪膜２２１の成膜温度よりも高くなるようにした。
ただし、その平均温度は４００℃となるようにした。つ
ぎに、動作について説明する。第１の実施例と同様にこ
の回転軸１を図３に示すように片持梁りにして、その端
部に負荷を付加し、透磁率の変化を測定して効果を調べ
た。測定結果は表１と同様によい結果が得られ、通常の
第１、第２の磁歪部の成膜温度を同じにした場合、負荷
の大きさ対して出力変動値が変化していたものが、本発
明の実施例では改善されたことがわかる。以上の実施例
はスパッタ法の結果で述べたが、真空蒸着法、湿式メッ
キ法の場合でも同様の結果が得られた。とくに、湿式メ
ッキ法では成膜後に上述スパッタ法の成膜条件と同じ温
度での熱処理を行う事により、同様の結果が得られた。 （第３の実施例）第３の実施例は回転軸１に磁歪材料で
もあるマルエージング鋼を用い、磁気異方性部２として
第１の実施例と同様にスリットをもうけたものである。
構成図は第１の実施例と同じであるため省略する。つぎ
に動作について説明する。第１の実施例と同様にこの回
転軸１を図３に示すように片持梁りにして、その端部に
負荷を付加し透磁率の変化を測定して効果を調べた。第
１の磁気異方性部と第２の磁気異方性部の曲げによる出
力変動をなくし出力が同じになるように増幅回路のゲイ
ンを調整するので、第１の磁気異方性部と第２の磁気異
方性部の曲げによる出力が同じになり、差動によるキャ
ンセルできる。測定した結果を表２に示す。通常のゲイ
ン調整をした場合、負荷の重さに対して出力変動値が変
化していたものが、第１の実施例と同様に本実施例では
変動値が小さく、改善された事が分かる。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば第１
の磁歪膜と第２の磁歪膜の合金組成をわずかに異ならせ
磁歪材の磁化ベクトルの回転を調整するかまたは第１の
増幅回路と第２増幅回路のゲインを調整できるようにし
たので、出力変動のない高精度の磁歪式トルクセンサを
提供できる効果がある。
の磁歪膜と第２の磁歪膜の合金組成をわずかに異ならせ
磁歪材の磁化ベクトルの回転を調整するかまたは第１の
増幅回路と第２増幅回路のゲインを調整できるようにし
たので、出力変動のない高精度の磁歪式トルクセンサを
提供できる効果がある。
【図１】本発明の磁歪式トルクセンサを示す部分側断面
図である。
図である。
【図２】本発明の磁歪式トルクセンサの検出回路を示す
回路図である。
回路図である。
【図３】本発明の実施例を説明する説明図である。
１：回転軸 ２：磁気異方性部 ２１：第１の磁気異方性部 ２１１：第１の磁歪膜 ２１２：第１のスリット ２２：第２の磁気異方性部 ２２１：第２の磁歪膜 ２２２：第２のスリット ３ 励磁コイル ３１：第１の励磁コイル ３２：第２の励磁コイル ４ 検出コイル ４１：第１の検出コイル ４２：第２の検出コイル ５ 励磁電源 ６ 整流回路 ６１：第１の整流回路 ６２：第２の整流回路 ７ 平滑回路 ７１：第１の平滑回路 ７２：第２の平滑回路 ８ 増幅回路 ８１：第１の増幅回路 ８２：第２の増幅回路 ９ 差動回路
【表１】
【表２】
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも表面に磁歪部を有した回転軸
と、前記磁歪部に前記回転軸の軸心に対して傾斜する複
数のスリットを設けた第１の磁気異方性部と、前記第１
の磁気異方性部のスリットと傾斜が対称となるようにも
うけた第２の磁気異方性部と、前記２つの磁気異方性部
の周囲にそれぞれ配置した第１、第２の励磁・検出コイ
ルと、前記励磁コイルに励磁電流を通電する励磁回路
と、前記第１および第２の検出コイルからの信号を増幅
する第１および第２の増幅回路と、前記第１の増幅回路
からの信号と前記第２の増幅回路からの信号との差動を
とる差動回路とを備えた磁歪式トルクセンサにおいて、 前記２つの磁気異方性部、励磁コイルおよび検出コイル
が前記回転軸の曲げモーメントがかかる部分に配置され
ており、かつ前記検出コイルからの出力信号を同一に調
整する出力調整手段を備えたことを特徴とする磁歪式ト
ルクセンサ。 - 【請求項２】前記磁歪部が磁歪膜からなる請求項１記載
の磁歪式トルクセンサ。 - 【請求項３】前記出力調整手段は前記第１の磁気異方性
部の磁歪膜と前記第２の磁気異方性部の磁歪膜の合金組
成を異なるようにした請求項１または２のいずれかの項
に記載の磁歪式トルクセンサ。 - 【請求項４】前記磁歪膜を形成する際に前記第１の磁気
異方性部の磁歪膜と前記第２の磁気異方性部の磁歪膜の
成膜時の温度または熱処理温度を異なるようにした請求
項２に記載の磁歪式トルクセンサ。 - 【請求項５】前記回転軸が磁歪材料からなる請求項１記
載の磁歪式トルクセンサ。 - 【請求項６】前記出力調整手段は前記増幅回路に感度調
整機能を備えたことを特徴とする請求項１から５のいず
れか１項に記載の磁歪式トルクセンサ。
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|---|---|---|---|
| JP35536896A JP3702451B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 磁歪式トルクセンサ |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP35536896A JP3702451B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 磁歪式トルクセンサ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10185714A true JPH10185714A (ja) | 1998-07-14 |
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| JP35536896A Expired - Fee Related JP3702451B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 磁歪式トルクセンサ |
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|---|---|
| JP (1) | JP3702451B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100715450B1 (ko) * | 2004-02-02 | 2007-05-07 | (주)경안인더스트리 | 비석면 단열판 및 그 제조방법 |
| JP2008134262A (ja) * | 2008-02-12 | 2008-06-12 | Honda Motor Co Ltd | トルク検出装置 |
| JP2012122728A (ja) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置 |
| JP2017067773A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-04-06 | メトーデ エレクトロニクス マルタ リミテッド | 外部浮遊磁場を補償する装置または磁場勾配が磁場センサに及ぼす影響を補償する装置 |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP35536896A patent/JP3702451B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2017067773A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-04-06 | メトーデ エレクトロニクス マルタ リミテッド | 外部浮遊磁場を補償する装置または磁場勾配が磁場センサに及ぼす影響を補償する装置 |
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