JPH11118627A - Magnetostriction type torque sensor - Google Patents

Magnetostriction type torque sensor

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Publication number
JPH11118627A
JPH11118627A JP28049197A JP28049197A JPH11118627A JP H11118627 A JPH11118627 A JP H11118627A JP 28049197 A JP28049197 A JP 28049197A JP 28049197 A JP28049197 A JP 28049197A JP H11118627 A JPH11118627 A JP H11118627A
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JP
Japan
Prior art keywords
yoke
yoke forming
magnetostrictive
forming members
torque sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP28049197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taiji Oodate
泰治 大立
Katsuaki Tanaka
勝章 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain change of detection sensitivity and detection precision which is caused by expansion and contraction of each yoke forming member which is caused by temperature change. SOLUTION: A yoke 15 is formed by using a plurality of yoke forming member 20 linked in the circumferential direction of a shaft. The yoke forming member 20 are linked together by welding parts 22 which joint outer circumferential surfaces 20b of the members 20 together. On the inner circumferential surface of the yoke 15, circumferential trenches 18, 19 are formed, in which a primary coil and a secondary coil 12 are accommodated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被検出軸に加わる
トルクの大きさを検出するトルクセンサに係り、詳しく
は、トルクの大きさに応じた被検出軸の捻れに対応する
磁歪効果に基づいてトルクの大きさを検出する磁歪式ト
ルクセンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque sensor for detecting a magnitude of a torque applied to a detected shaft, and more particularly, to a torque sensor based on a magnetostrictive effect corresponding to a twist of the detected shaft according to the magnitude of the torque. And a magnetostrictive torque sensor that detects the magnitude of torque.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は被検出軸であるシャフト40に設
けられたこの種の磁歪式センサ41の該シャフト40の
中心軸線における断面を示している。この磁歪式センサ
41は、シャフト40の外周面に設けられた被検出部4
2と、該シャフト40と同一回転軸芯上に該シャフト4
0に対して相対回動可能に支持された検出部43とを備
えている。被検出部42の外周面には、その中心軸線方
向に併設された一対の磁歪領域44,45が設けられて
いる。検出部43は、各磁歪領域44,45に相対する
位置に設けられた一対の一次コイル46と、各一次コイ
ル46に対で設けられた二次コイル47とを備えてい
る。各一次コイル46及び二次コイル47は、パーマロ
イ等の磁性材にて形成された円筒状のヨーク48にて支
持されている。そして、該ヨーク48が、シャフト40
に対して相対回動可能に支持されている。この磁歪式ト
ルクセンサ41は、各一次コイル46と二次コイル47
との間に各磁歪領域44,45の透磁率を因子とする相
互インダクタンスが持たされている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a cross section of a magnetostrictive sensor 41 of this type provided on a shaft 40, which is a shaft to be detected, along the central axis of the shaft 40. The magnetostrictive sensor 41 includes a detection target 4 provided on the outer peripheral surface of the shaft 40.
2 and the shaft 4 on the same rotation axis as the shaft 40.
And a detection unit 43 supported so as to be able to rotate relative to zero. A pair of magnetostrictive regions 44 and 45 are provided on the outer peripheral surface of the detected portion 42 along the central axis thereof. The detection unit 43 includes a pair of primary coils 46 provided at positions opposed to the respective magnetostrictive regions 44 and 45, and a secondary coil 47 provided as a pair with each of the primary coils 46. Each primary coil 46 and secondary coil 47 are supported by a cylindrical yoke 48 made of a magnetic material such as permalloy. The yoke 48 is connected to the shaft 40.
Are supported so as to be relatively rotatable with respect to. The magnetostrictive torque sensor 41 includes a primary coil 46 and a secondary coil 47.
Have a mutual inductance with the magnetic permeability of each of the magnetostrictive regions 44 and 45 as a factor.

【0003】各一次コイル46には発振器から交流電流
がそれぞれ供給され、各磁歪領域44,45を介して各
二次コイル47に誘導起電力が励起される。シャフト4
0にトルクが加わっておらず同シャフト40に捻じれが
ないときには、各二次コイル47から出力される両出力
電圧の差は0となる。そして、シャフト40にトルクが
加わり該シャフト40に捻じれが生じているときには、
両出力電圧の差がシャフト40の捻じれ量、即ち、該シ
ャフト40に加わっているトルクの大きさに対応する大
きさとなる。
An AC current is supplied from an oscillator to each of the primary coils 46, and an induced electromotive force is excited in each of the secondary coils 47 through the respective magnetostrictive regions 44 and 45. Shaft 4
When no torque is applied to zero and the shaft 40 is not twisted, the difference between the two output voltages output from the secondary coils 47 is zero. When torque is applied to the shaft 40 and the shaft 40 is twisted,
The difference between the two output voltages is a magnitude corresponding to the amount of twist of the shaft 40, that is, the magnitude of the torque applied to the shaft 40.

【0004】各二次コイル47に励起される誘導起電力
の大きさは、一次コイル46と二次コイル47との間の
相互インダクタンスが高いほど大きくなる。従って、磁
歪式トルクセンサ41の検出感度を高くするには、相互
インダクタンスを大きくする必要がある。このため、被
検出部42と検出部43との間のエアギャップをできる
だけ小さくするように、ヨーク48はその内周面が各磁
歪領域44,45に近い位置に配置されるとともに各一
次コイル46、二次コイル47はヨーク48の内周面に
おいて各磁歪領域44,45に相対する位置に設けられ
た周溝49に収容されている。
[0004] The magnitude of the induced electromotive force excited in each secondary coil 47 increases as the mutual inductance between the primary coil 46 and the secondary coil 47 increases. Therefore, to increase the detection sensitivity of the magnetostrictive torque sensor 41, it is necessary to increase the mutual inductance. For this reason, the yoke 48 is arranged such that its inner peripheral surface is close to each of the magnetostrictive regions 44 and 45 and each primary coil 46 so as to minimize the air gap between the detected portion 42 and the detecting portion 43. The secondary coil 47 is housed in a circumferential groove 49 provided on the inner peripheral surface of the yoke 48 at a position facing each of the magnetostrictive regions 44 and 45.

【0005】図9は、ヨーク48の中心軸線に垂直な断
面を示している。上述のように、各一次コイル46及び
二次コイル47をヨーク48の内周面に形成した周溝4
9に収容する構造であるため、該ヨーク48は半円筒状
のヨーク形成部材50を合体させて形成されている。そ
して、ヨーク形成部材50の組み立て時に、形成される
各周溝49に各一次コイル46及び二次コイル47を組
み付けるようになっている。
FIG. 9 shows a cross section perpendicular to the center axis of the yoke 48. As described above, the circumferential groove 4 in which the primary coil 46 and the secondary coil 47 are formed on the inner circumferential surface of the yoke 48
9, the yoke 48 is formed by combining a semi-cylindrical yoke forming member 50. Then, at the time of assembling the yoke forming member 50, the primary coil 46 and the secondary coil 47 are assembled into the circumferential grooves 49 formed.

【0006】さらに、両ヨーク形成部材50をヨーク4
8を形成する状態で固定保持するために、該ヨーク48
には円筒状の固定保持部材51が外嵌される。この固定
保持部材51は、ヨーク48に容易に外嵌することがで
きるように柔軟性を持った合成樹脂、例えば、フッ素樹
脂等にて形成されている。ヨーク48が一対のヨーク形
成部材50を周方向に連結して形成されるため、各ヨー
ク形成部材50の互いに相対する周方向の端面間には一
次コイル46からの磁束によりヨーク48内で発生する
渦電流を低減するための絶縁部材52が介在されてい
る。
Further, the two yoke forming members 50 are connected to the yoke 4
In order to fix and hold the yoke 48 in the state where the yoke 48 is formed,
A cylindrical fixed holding member 51 is fitted to the outside. The fixed holding member 51 is formed of a synthetic resin having flexibility so as to be easily fitted to the yoke 48, for example, a fluorine resin or the like. Since the yoke 48 is formed by connecting the pair of yoke forming members 50 in the circumferential direction, a magnetic flux from the primary coil 46 is generated in the yoke 48 between the circumferentially opposite end surfaces of the respective yoke forming members 50. An insulating member 52 for reducing eddy current is interposed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、固定保持部
材51を形成する合成樹脂の熱膨張率と、ヨーク48を
形成する磁性材の熱膨張率とには大きな差がある。この
ため、周囲温度がある限度を超えて上昇すると、合体さ
れた両ヨーク形成部材50が固定保持部材51にて円筒
形状に固定保持されなくなる。そして、両ヨーク形成部
材50がシャフト40の径方向にずれたり、各ヨーク形
成部材50がシャフト40に対して傾斜する場合があ
る。このような場合には、各一次コイル46と二次コイ
ル47との間における相互インダクタンスがそれぞれ初
期値から変化することになる。従って、周囲温度が上昇
したときには、各二次コイル47から出力される出力電
圧に相互インダクタンスの変動に基づく誤差が入り検出
感度及び検出精度が低下する問題がある。
However, there is a large difference between the coefficient of thermal expansion of the synthetic resin forming the fixed holding member 51 and the coefficient of thermal expansion of the magnetic material forming the yoke 48. Therefore, when the ambient temperature rises beyond a certain limit, the combined yoke forming members 50 are not fixed and held in the cylindrical shape by the fixed holding member 51. The two yoke forming members 50 may be displaced in the radial direction of the shaft 40, or each yoke forming member 50 may be inclined with respect to the shaft 40. In such a case, the mutual inductance between each primary coil 46 and the secondary coil 47 changes from the initial value. Therefore, when the ambient temperature rises, there is a problem that the output voltage output from each secondary coil 47 includes an error based on the variation of the mutual inductance, and the detection sensitivity and the detection accuracy decrease.

【0008】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、ヨークが複数個のヨ
ーク形成部材にて形成される磁歪式トルクセンサにおい
て、温度変動に伴う各ヨーク形成部材の伸縮により生じ
る検出感度及び検出精度の変動を抑制することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a magnetostrictive torque sensor in which a yoke is formed by a plurality of yoke forming members. An object of the present invention is to suppress fluctuations in detection sensitivity and detection accuracy caused by expansion and contraction of a yoke forming member.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、トルクが検出される被検
出軸の外周面に沿ってその周方向に閉じた磁歪領域を設
け、複数個のヨーク形成部材を前記被検出軸の周方向に
連結して形成されたヨークを該被検出軸に対して相対回
動可能かつ中心軸線方向に相対移動不能に支持し、前記
磁歪領域に相対する位置で該磁歪領域に外嵌する一次コ
イル及び二次コイルを該ヨークに支持した磁歪式トルク
センサにおいて、前記各ヨーク形成部材は、温度変化に
よる該各ヨーク形成部材の伸縮に関係なく該各ヨーク形
成部材が前記被検出軸の径方向及び中心軸線方向に互い
にずれないように該各ヨーク形成部材を固定保持する固
定保持手段にて連結されている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetostrictive region closed in a circumferential direction along an outer peripheral surface of a shaft to be detected where torque is detected. A yoke formed by connecting a plurality of yoke forming members in the circumferential direction of the detected shaft so as to be rotatable relative to the detected shaft and not to be relatively movable in the direction of the central axis; In the magnetostrictive torque sensor in which a primary coil and a secondary coil which are fitted to the magnetostrictive region at positions opposite to the yoke are supported by the yoke, the respective yoke forming members are independent of expansion and contraction of the respective yoke forming members due to a temperature change. The yoke forming members are connected by fixed holding means for fixing and holding the yoke forming members so as not to be displaced from each other in the radial direction and the central axis direction of the detected shaft.

【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記固定保持手段は、前記各ヨーク形
成部材をその外周面同士で接合する溶接部である。請求
項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記固定保持手段は、前記ヨーク形成部材と熱膨張率が
ほぼ等しい金属にて円筒状に形成され、円筒状に組み立
てられた前記各ヨーク形成部材に外嵌して前記ヨークを
形成する固定保持部材である。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the fixing and holding means is a welded portion for joining the yoke forming members at their outer peripheral surfaces. The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1,
The fixed holding member is formed of a metal having substantially the same thermal expansion coefficient as the yoke forming member in a cylindrical shape, and is fixedly fitted to each of the yoke forming members assembled in a cylindrical shape to form the yoke. It is.

【0011】請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求
項3のいずれか一項に記載の発明において、前記一次コ
イル及び二次コイルは、前記ヨークの内周面に形成され
た周溝内に支持された。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the primary coil and the secondary coil are formed on a peripheral surface formed on an inner peripheral surface of the yoke. Supported in the groove.

【0012】請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求
項4のいずれか一項に記載の発明において、周方向に連
結された前記各ヨーク形成部材間の該周方向の相対する
端面間には絶縁部材が介在された。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the circumferentially opposed end faces between the respective yoke forming members connected in the circumferential direction. An insulating member was interposed between them.

【0013】(作用)請求項1に記載の発明によれば、
ヨークを形成する複数個の各ヨーク形成部材の温度が変
動して各ヨーク形成部材がヨークの周方向及び中心軸線
方向に伸縮しても、固定保持手段にて各ヨーク形成部材
が検出軸の周方向及び中心軸線方向に互いにずれないよ
うに固定保持される。従って、温度変化により各ヨーク
形成部材が周方向及び中心軸線方向に伸縮しても各ヨー
ク形成部材にて形成されるヨークの形態が保持される。
その結果、各一次コイルと二次コイルとの間における相
互インダクタンスの温度変化に基づく変動が抑制され
る。
(Operation) According to the first aspect of the present invention,
Even when the temperature of each of the plurality of yoke forming members forming the yoke fluctuates and each yoke forming member expands and contracts in the circumferential direction and the central axis direction of the yoke, each yoke forming member is moved around the detection shaft by the fixed holding means. It is fixed and held so as not to be displaced from each other in the direction and the central axis direction. Therefore, even if each yoke forming member expands and contracts in the circumferential direction and the central axis direction due to a temperature change, the form of the yoke formed by each yoke forming member is maintained.
As a result, the variation based on the temperature change of the mutual inductance between each primary coil and the secondary coil is suppressed.

【0014】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の作用に加えて、各ヨーク形成部材の外周
面同士を接合する溶接部にて該各ヨーク形成部材が周方
向及び軸線方向にずれないように固定保持される。
According to the invention described in claim 2, according to claim 1,
In addition to the operation of the invention described in the above, the respective yoke forming members are fixed and held at the welded portions joining the outer peripheral surfaces of the respective yoke forming members so as not to shift in the circumferential direction and the axial direction.

【0015】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の作用に加えて、ヨーク形成部材と熱膨張
率がほぼ等しい金属にて形成された円筒状の固定保持部
材にて各ヨーク形成部材がヨークを形成した状態で固定
保持される。従って、ヨークとヨークの組み立てが固定
保持部材を外嵌するだけですむ。ここで、熱膨張率がほ
ぼ等しいということは、ヨーク形成部材の熱膨張率が固
定保持部材のほぼ10倍以内であるか、あるいは、ほぼ
10分の1以内であるということである。
According to the invention described in claim 3, according to claim 1 of the present invention,
In addition to the effects of the invention described in (1), each yoke forming member is fixed and held in a state where the yoke is formed by a cylindrical fixed holding member formed of a metal having substantially the same thermal expansion coefficient as the yoke forming member. Therefore, the assembly of the yoke and the yoke need only fit the fixed holding member outside. Here, the fact that the thermal expansion coefficients are substantially equal means that the thermal expansion coefficient of the yoke forming member is approximately 10 times or less than that of the fixed holding member, or approximately 1/10.

【0016】請求項4に記載の発明によれば、請求項1
〜請求項3のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、各一次コイル及び二次コイルの中心軸線方向の両側
に透磁率が高い磁性材にて形成された磁路が形成され
る。従って、各一次コイルと二次コイルとの間の相互イ
ンダクタンスが大きくなる。
According to the invention described in claim 4, according to claim 1 of the present invention,
In addition to the effects of the invention described in any one of claims 3 to 3, a magnetic path formed of a magnetic material having a high magnetic permeability is formed on both sides of each of the primary coil and the secondary coil in the central axis direction. . Therefore, the mutual inductance between each primary coil and the secondary coil increases.

【0017】請求項5に記載の発明によれば、請求項1
〜請求項4のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、各ヨーク形成部材同士にて形成されるヨークにおい
て磁束密度が外周側に比較して高くなる内周側部分が該
各ヨーク形成部材間で周方向に絶縁される。
According to the invention described in claim 5, according to claim 1,
5. In addition to the effect of the invention according to any one of claims 4 to 4, in the yoke formed by the yoke forming members, the inner peripheral side portion where the magnetic flux density is higher than the outer peripheral side is each of the yokes. It is circumferentially insulated between the forming members.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施の形態)以下、本発明を具体化した第1の
実施の形態を図1〜図3に従って説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0019】図3は、被検出軸としてのシャフト1に設
けられた磁歪式トルクセンサ(以下、トルクセンサ)2
の該シャフト1の中心軸線における断面を示している。
シャフト1は、回動しない状態で固定保持された円筒状
のチューブ3内において、該チューブ3の内周面にて支
持された一対のベアリング4にて同チューブ3に対して
相対回動可能に支持されている。トルクセンサ2は、シ
ャフト1に嵌挿された円筒状の被検出部5と、チューブ
3内において被検出部5に相対する位置で該チューブ3
に対して図示しない固定手段にて相対回動不能に支持さ
れた検出部6とからなっている。
FIG. 3 shows a magnetostrictive torque sensor (hereinafter referred to as a torque sensor) 2 provided on a shaft 1 as a shaft to be detected.
2 shows a cross section of the shaft 1 along the central axis.
The shaft 1 is rotatable relative to the tube 3 in a cylindrical tube 3 fixed and held in a non-rotating state by a pair of bearings 4 supported on the inner peripheral surface of the tube 3. Supported. The torque sensor 2 includes a cylindrical detection part 5 fitted into the shaft 1 and the tube 3 at a position facing the detection part 5 in the tube 3.
And a detection unit 6 which is supported by a fixing means (not shown) so as not to rotate relatively.

【0020】被検出部5はシャフト1に外嵌される円筒
状の芯材7を備え、該芯材7の外周面には溶射等の手段
により磁歪層8が周方向に閉じた状態で形成されてい
る。磁歪層8には、シャフト1の周方向に閉じた状態で
設けられるとともに中心軸線方向に併設された一対の磁
歪領域9,10が設けられている。一方の磁歪領域9に
は中心軸線方向に45°をなすように形成され該磁歪領
域に磁気異方性を与える複数の溝9aが形成され、他方
の磁歪領域10には中心軸線方向に−45°をなすよう
に形成され該磁歪領域10に磁歪領域9と直交する方向
の磁気異方性を与える複数の溝10aが形成されてい
る。各磁歪領域9,10は、シャフト1が時計方向及び
反時計方向のいずれか一方に捩じれたときにいずれか一
方の磁歪領域9の透磁率が高くなるとともに他方の磁歪
領域10の透磁率が低くなり、シャフト1が時計方向及
び反時計方向のいずれか他方に捩じれたときに一方の磁
性領域9の透磁率が低くなるとともに他方の磁歪領域1
0の透磁率が高くなるように形成されている。
The detected part 5 has a cylindrical core material 7 fitted on the shaft 1 and a magnetostrictive layer 8 is formed on the outer peripheral surface of the core material 7 by means such as thermal spraying in a state of being closed in the circumferential direction. Have been. The magnetostrictive layer 8 is provided with a pair of magnetostrictive regions 9 and 10 provided in a closed state in the circumferential direction of the shaft 1 and provided side by side in the central axis direction. A plurality of grooves 9a are formed in one magnetostrictive region 9 so as to form an angle of 45 ° in the direction of the central axis and impart magnetic anisotropy to the magnetostrictive region. Are formed in the magnetostrictive region 10 so as to provide magnetic anisotropy in a direction perpendicular to the magnetostrictive region 9. When the shaft 1 is twisted in one of the clockwise direction and the counterclockwise direction, each of the magnetostrictive regions 9 and 10 has a high magnetic permeability in one of the magnetostrictive regions 9 and a low magnetic permeability in the other magnetostrictive region 10. When the shaft 1 is twisted in either the clockwise direction or the counterclockwise direction, the magnetic permeability of one magnetic region 9 decreases and the other magnetostrictive region 1
0 is formed to have a high magnetic permeability.

【0021】検出部6は、被検出部5に外嵌する一対の
一次コイル11,13及び二次コイル12,14を各磁
歪領域9,10にそれぞれ相対する位置においてシャフ
ト1と同一中心軸線で支持する円筒状のヨーク15を備
えている。ヨーク15は、被検出部5の両側でシャフト
1に支持された一対のベアリング16にて該シャフト1
に対して相対回動可能にかつ中心軸線方向に相対移動不
能に支持された一対の支持部材17にて該シャフト1と
同一中心軸線上で同シャフト1に対して相対回動可能に
かつ中心軸線方向に相対移動不能に支持されている。
The detecting section 6 includes a pair of primary coils 11 and 13 and secondary coils 12 and 14 which are externally fitted to the detected section 5 at positions corresponding to the magnetostrictive regions 9 and 10, respectively, at the same central axis as the shaft 1. A cylindrical yoke 15 is provided for support. The yoke 15 is supported by a pair of bearings 16 supported on the shaft 1 on both sides of the detected portion 5.
A pair of support members 17 supported so as to be relatively rotatable with respect to the center axis and relatively unmovable in the direction of the center axis are rotatable relative to the shaft 1 on the same center axis as the shaft 1 and the center axis. It is supported so that it cannot move relative to the direction.

【0022】ヨーク15の内周面には、磁歪領域9に相
対する位置に周溝18が形成され、磁歪領域10に相対
する位置に周溝19が形成されている。周溝18には、
その底側に二次コイル12が収容され、該二次コイル1
2の内側には一次コイル11が収容されている。周溝1
9には、その底側に二次コイル14が収容され、該二次
コイル14の内側には一次コイル13が収容されてい
る。
On the inner peripheral surface of the yoke 15, a circumferential groove 18 is formed at a position facing the magnetostrictive region 9, and a circumferential groove 19 is formed at a position facing the magnetostrictive region 10. In the circumferential groove 18,
A secondary coil 12 is housed on the bottom side of the secondary coil 1.
The primary coil 11 is housed inside the 2. Circumferential groove 1
9, a secondary coil 14 is accommodated on the bottom side, and a primary coil 13 is accommodated inside the secondary coil 14.

【0023】図1は検出部6の斜視状態を示し、図2は
ヨーク15の中心軸線に垂直な断面を示している。図1
及び図2に示すように、ヨーク15は、シャフト1の周
方向に連結された複数個の同一形状のヨーク形成部材2
0にて形成されている。本実施の形態では、2個のヨー
ク形成部材20にてヨーク15が形成されている。周方
向に連結された両ヨーク形成部材20の該周方向の互い
に相対する端面20a間には、フィルム状の絶縁部材2
1が介在されている。両ヨーク形成部材20は、相対す
る端面20a間を連絡するようにその外周面20b同士
を接合する固定保持手段としての複数の溶接部22によ
り連結されている。
FIG. 1 shows a perspective view of the detection unit 6, and FIG. 2 shows a cross section perpendicular to the center axis of the yoke 15. FIG.
As shown in FIG. 2, the yoke 15 includes a plurality of yoke forming members 2 connected in the circumferential direction of the shaft 1 and having the same shape.
0. In the present embodiment, the yoke 15 is formed by two yoke forming members 20. Between the circumferentially opposed end surfaces 20a of the two yoke forming members 20 connected in the circumferential direction, a film-shaped insulating member 2 is provided.
1 is interposed. The two yoke forming members 20 are connected by a plurality of welded portions 22 as fixed holding means for joining the outer peripheral surfaces 20b so as to connect the opposed end surfaces 20a.

【0024】前記各一次コイル11,13には交流電流
を該各一次コイル11,13に供給する図示しない公知
の発振器が接続され、各二次コイル12,14には各磁
歪領域9,10を介して該各二次コイル12,14に励
起される各誘導起電力との電位差からシャフト1に加わ
っているトルクの大きさを検出する図示しない公知の出
力電圧処理回路が接続されている。
A known oscillator (not shown) for supplying an alternating current to each of the primary coils 11, 13 is connected to each of the primary coils 11, 13, and each of the secondary coils 12, 14 is provided with a magnetostrictive region 9, 10. A known output voltage processing circuit (not shown) for detecting the magnitude of the torque applied to the shaft 1 from the potential difference between each induced electromotive force excited in each of the secondary coils 12 and 14 is connected thereto.

【0025】次に、以上のように構成された磁歪式トル
クセンサの作用について説明する。発振器から各一次コ
イル11,13に交流電流が供給されると、各一次コイ
ル11,13から磁束が発生する。一次コイル11から
発生した磁束はヨーク15から磁歪領域9を通ってヨー
ク15に戻る。この磁束により各二次コイル12には誘
導起電力が励起される。又、一次コイル13から発生し
た磁束はヨーク15から磁歪領域10を通ってヨーク1
5に戻る。この磁束により二次コイル14には誘導起電
力が励起される。
Next, the operation of the magnetostrictive torque sensor configured as described above will be described. When an alternating current is supplied from the oscillator to each of the primary coils 11 and 13, a magnetic flux is generated from each of the primary coils 11 and 13. The magnetic flux generated from the primary coil 11 returns from the yoke 15 to the yoke 15 through the magnetostrictive region 9. An induced electromotive force is excited in each secondary coil 12 by this magnetic flux. The magnetic flux generated from the primary coil 13 passes from the yoke 15 through the magnetostrictive region 10 to the yoke 1
Return to 5. An induced electromotive force is excited in the secondary coil 14 by this magnetic flux.

【0026】シャフト1にトルクが加わっていない状態
では、各磁歪領域9,10に歪みが生じていないため、
各磁歪領域9,10の透磁率が初期値から変化していな
い。このため、各誘起電力の電位差が0となり、シャフ
ト1に加わっているトルクが0であることが検出され
る。
When no torque is applied to the shaft 1, no distortion occurs in each of the magnetostrictive regions 9 and 10.
The magnetic permeability of each of the magnetostrictive regions 9 and 10 has not changed from the initial value. Therefore, the potential difference between the induced powers becomes zero, and it is detected that the torque applied to the shaft 1 is zero.

【0027】シャフト1に対して時計方向あるいは反時
計方向のトルクが加わると該シャフト1は時計方向ある
いは反時計方向の捻じれを生じる。すると、両磁歪領域
9,10の内の一方の磁歪領域9(あるいは10)は透
磁率が高くなり他方の磁歪領域10(あるいは9)は透
磁率が低くなる。そのため、両二次コイル12,14の
内、一方の二次コイル12(あるいは14)にはより大
きな誘導起電力が励起され、他方の二次コイル14(あ
るいは12)にはより小さな誘導起電力が励起される。
従って、出力電圧処理回路は、両誘導起電力の電位差か
らシャフト1に加わっているトルクの方向及び大きさを
検出する。
When a clockwise or counterclockwise torque is applied to the shaft 1, the shaft 1 twists clockwise or counterclockwise. Then, one of the two magnetostrictive regions 9 (10) has a higher magnetic permeability and the other magnetostrictive region 10 (or 9) has a lower magnetic permeability. Therefore, of the two secondary coils 12, 14, one of the secondary coils 12 (or 14) is excited with a larger induced electromotive force, and the other secondary coil 14 (or 12) is excited with a smaller induced electromotive force. Is excited.
Therefore, the output voltage processing circuit detects the direction and magnitude of the torque applied to the shaft 1 from the potential difference between the two induced electromotive forces.

【0028】周囲温度の上昇により各ヨーク形成部材2
0の温度が上昇すると各ヨーク形成部材20が周方向及
び中心軸線方向に伸長する。このとき、両ヨーク形成部
材20がその外周面同士を接合する複数の溶接部22に
て連結されているため、該両ヨーク形成部材20が周方
向及び中心軸線方向に互いにずれることなく固定保持さ
れる。従って、各ヨーク形成部材20が周囲温度の変動
による温度変化により伸縮しても該各ヨーク形成部材2
0にて形成されるヨーク15の形態がほぼ変化しない状
態で保持される。このため、一次コイル11と二次コイ
ル12、及び、一次コイル13と二次コイル14との間
における各相互インダクタンスが変化しにくくなる。
When the ambient temperature rises, each yoke forming member 2
When the temperature of 0 rises, each yoke forming member 20 extends in the circumferential direction and the central axis direction. At this time, since the two yoke forming members 20 are connected by the plurality of welds 22 joining their outer peripheral surfaces, the two yoke forming members 20 are fixed and held without being shifted from each other in the circumferential direction and the central axis direction. You. Therefore, even if each yoke forming member 20 expands and contracts due to a temperature change due to a change in ambient temperature, each yoke forming member 2
The shape of the yoke 15 formed at 0 is maintained in a state that does not substantially change. For this reason, each mutual inductance between the primary coil 11 and the secondary coil 12 and between the primary coil 13 and the secondary coil 14 does not easily change.

【0029】各一次コイル11,13にてヨーク15に
磁束が励起されると、ヨーク15にはその周方向に流れ
る渦電流が発生する。しかし、各ヨーク形成部材20の
周方向の端面20a間が絶縁部材21に絶縁されるとと
もに、溶接部22が内周側に比較して磁束密度が小さい
各ヨーク形成部材20の外周面20bに設けられている
ため、一体で形成されたヨークに比較してヨーク15内
に発生する渦電流が少なくなる。従って、渦電流損失が
従来例の磁歪式トルクセンサ41と同等になる。
When a magnetic flux is excited in the yoke 15 by each of the primary coils 11, 13, an eddy current flows in the yoke 15 in the circumferential direction. However, between the circumferential end surfaces 20a of the respective yoke forming members 20 is insulated by the insulating member 21 and the welded portions 22 are provided on the outer peripheral surface 20b of the respective yoke forming members 20 having a smaller magnetic flux density than the inner peripheral side. Therefore, the eddy current generated in the yoke 15 is reduced as compared with the yoke formed integrally. Therefore, the eddy current loss becomes equal to that of the conventional magnetostrictive torque sensor 41.

【0030】以上詳述したように、本実施の形態の磁歪
式トルクセンサによれば、以下の効果を得ることができ
る。 (a) ヨーク15を形成する各ヨーク形成部材20が
温度変化によりヨーク15の周方向及び中心軸線方向に
伸縮しても、固定保持手段(溶接部22)にて各ヨーク
形成部材20が互いに周方向及び中心軸線方向にずれな
いように固定保持される。従って、各ヨーク形成部材2
0の温度が変化してもヨーク15の形態が殆ど変化しな
い状態で保持されるため、各一次コイル11(13)と
二次コイル12(14)との間における各相互インダク
タンスの変化が抑制される。その結果、温度変化に伴う
検出感度及び検出精度の変動が抑制される。
As described in detail above, according to the magnetostrictive torque sensor of the present embodiment, the following effects can be obtained. (A) Even if each yoke forming member 20 forming the yoke 15 expands and contracts in the circumferential direction and the central axis direction of the yoke 15 due to a temperature change, the respective yoke forming members 20 are fixed to each other by the fixing and holding means (welded portion 22). It is fixed and held so as not to shift in the direction and the center axis direction. Therefore, each yoke forming member 2
Even if the temperature of 0 changes, the shape of the yoke 15 is maintained in a state where it hardly changes, so that a change in each mutual inductance between each primary coil 11 (13) and the secondary coil 12 (14) is suppressed. You. As a result, fluctuations in detection sensitivity and detection accuracy due to temperature changes are suppressed.

【0031】(b) 各ヨーク形成部材20の外周面2
0b同士が溶接部22にて接合されてヨーク15が形成
される。従って、各ヨーク形成部材20を固定保持する
部材が不要となるため、部品点数を削減することができ
る。
(B) Outer peripheral surface 2 of each yoke forming member 20
0b are joined together at the welded portion 22 to form the yoke 15. Therefore, since a member for fixing and holding each yoke forming member 20 is not required, the number of components can be reduced.

【0032】(c) 各一次コイル11(13)及び二
次コイル12(14)をヨーク15の内周面に形成した
周溝18,19内で支持するようにしたので、ヨーク1
5が被検出軸(シャフト1)に接近した位置で支持され
る。従って、一次コイル11(13)と二次コイル12
(14)との間における相互インダクタンスが大きくな
るため、検出感度が向上する。
(C) Since the primary coil 11 (13) and the secondary coil 12 (14) are supported in the circumferential grooves 18 and 19 formed on the inner peripheral surface of the yoke 15, the yoke 1
5 is supported at a position close to the detected shaft (shaft 1). Therefore, the primary coil 11 (13) and the secondary coil 12
Since the mutual inductance between (14) and (14) increases, the detection sensitivity is improved.

【0033】(d) 各ヨーク形成部材20を周方向に
相対する端面20a間で絶縁するとともに、磁束密度が
比較的小さい外周面20bに溶接部22を設けた。従っ
て、ヨーク15に発生する渦電流損失を従来例の磁歪式
トルクセンサ41と同等に抑制して検出感度の低下を防
止することができる。
(D) Each of the yoke forming members 20 is insulated between the end surfaces 20a facing each other in the circumferential direction, and the welded portion 22 is provided on the outer peripheral surface 20b having a relatively small magnetic flux density. Therefore, the eddy current loss generated in the yoke 15 can be suppressed to be equal to that of the conventional magnetostrictive torque sensor 41, and the detection sensitivity can be prevented from lowering.

【0034】(第2の実施の形態)次に、本発明を具体
化した第2の実施の形態を図4及び図5に従って説明す
る。尚、本実施の形態は、前記第1の実施の形態におい
て、溶接部22を固定保持部材30に置き換えたことが
第1の実施の形態と異なる。従って、その他の同一の構
成についてはその符号を同じとして説明を省略する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the present embodiment is different from the first embodiment in that the welding portion 22 is replaced with a fixed holding member 30 in the first embodiment. Therefore, the same reference numerals are used for the other same components, and the description is omitted.

【0035】図4は検出部6の斜視状態を示し、図5は
その中心軸線に垂直な断面を示している。両ヨーク形成
部材20は、互いに相対する各ヨーク形成部材20の周
方向における端面20a間にフィルム状の絶縁部材21
を介在した状態で、金属にて各ヨーク形成部材20と同
じ長さの円筒状に形成された固定保持手段としての固定
保持部材30が外嵌されている。この固定保持部材30
は、熱膨張率が各ヨーク形成部材20とほぼ等しい金
属、例えば、ステンレススチール等の金属材にて形成さ
れている。ここで、熱膨張率がほぼ等しいということ
は、ヨーク形成部材20の熱膨張率が固定保持部材30
の熱膨張率のほぼ10倍以内であるか、あるいは、ほぼ
10分の1以内であるということである。
FIG. 4 shows a perspective view of the detector 6, and FIG. 5 shows a cross section perpendicular to the central axis. The two yoke forming members 20 are formed between the end surfaces 20a of the respective yoke forming members 20 facing each other in the circumferential direction.
In this state, a fixed holding member 30 as a fixed holding means formed of metal and having the same length as each yoke forming member 20 in a cylindrical shape is externally fitted. This fixed holding member 30
Is formed of a metal having a coefficient of thermal expansion substantially equal to that of each yoke forming member 20, for example, a metal material such as stainless steel. Here, that the thermal expansion coefficients are substantially equal means that the yoke forming member 20 has a thermal expansion coefficient
Is about 10 times or less than about one tenth of the thermal expansion coefficient.

【0036】本実施の形態によれば、各ヨーク形成部材
20の温度が上昇して該各ヨーク形成部材20が周方向
及び接触方向に伸縮するとき、熱膨張率が各ヨーク形成
部材20と同等である固定保持部材30が各ヨーク形成
部材20と共に伸縮する。そして、各ヨーク形成部材2
0が互いに周方向及び中心軸線方向にずれることなく固
定保持部材30にて固定保持される。従って、各ヨーク
形成部材20が温度変化により伸縮しても、ヨーク15
の形態がほぼ変化しない状態で保持される。このため、
各一次コイル11(13)と二次コイル12(14)と
の間における各相互インダクタンスの変動が抑制され
る。
According to this embodiment, when the temperature of each yoke forming member 20 rises and each yoke forming member 20 expands and contracts in the circumferential direction and the contact direction, the coefficient of thermal expansion is equal to that of each yoke forming member 20. The fixed holding member 30 extends and contracts with each yoke forming member 20. Then, each yoke forming member 2
0 are fixedly held by the fixed holding member 30 without being shifted from each other in the circumferential direction and the central axis direction. Therefore, even if each yoke forming member 20 expands and contracts due to a temperature change, the yoke 15
Is maintained in a state in which the shape of is substantially unchanged. For this reason,
Variations in the mutual inductance between each primary coil 11 (13) and secondary coil 12 (14) are suppressed.

【0037】又、両ヨーク形成部材20の周方向に互い
に相対する両端面20a間が絶縁部材21にて絶縁され
るとともに、固定保持部材30が磁束密度が小さい外周
面20bに外嵌されている。このため、一体で形成され
たヨークに比較してヨーク15内に発生する渦電流が少
なくなり、渦電流損失が従来例の磁歪式トルクセンサ4
1と同等になる。
Further, both end surfaces 20a of the two yoke forming members 20 facing each other in the circumferential direction are insulated by an insulating member 21, and the fixed holding member 30 is fitted on the outer peripheral surface 20b having a small magnetic flux density. . For this reason, the eddy current generated in the yoke 15 is reduced as compared with the yoke formed integrally, and the eddy current loss is reduced.
It is equivalent to 1.

【0038】以上詳述したように、本実施の形態の磁歪
式トルクセンサによれば、第1の実施の形態の(a),
(c)及び(d)に記載の各効果の他に以下の効果を得
ることができる。
As described in detail above, according to the magnetostrictive torque sensor of this embodiment, (a) and (b) of the first embodiment
The following effects can be obtained in addition to the effects described in (c) and (d).

【0039】(a) 各ヨーク形成部材20と熱膨張率
がほぼ等しい金属にて円筒状に形成された固定保持部材
30が円筒状に組み合わされた各ヨーク形成部材20に
外嵌されてヨーク15が形成される。従って、各ヨーク
形成部材20同士を溶接する場合に比較して組み立て性
を向上することができる。
(A) A fixed holding member 30 formed of a metal having substantially the same thermal expansion coefficient as that of each yoke forming member 20 in a cylindrical shape is externally fitted to each of the yoke forming members 20 combined in a cylindrical shape. Is formed. Therefore, assemblability can be improved as compared with the case where the yoke forming members 20 are welded to each other.

【0040】(第3の実施の形態)次に、本発明を具体
化した第3の実施の形態を図6及び図7に従って説明す
る。尚、本実施の形態は、前記第1の実施の形態におい
て、溶接部22を各ヨーク形成部材31に設けた突条部
32による連結に置き換えたことが第1の実施の形態と
異なる。従って、その他の同一の構成についてはその符
号を同じにして説明を省略する。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the present embodiment is different from the first embodiment in that the welded portion 22 is replaced with a connection by a ridge 32 provided on each yoke forming member 31 in the first embodiment. Accordingly, the same reference numerals are used for the other same components, and the description is omitted.

【0041】図6は検出部6の斜視状態を示し、図7は
その中心軸線に垂直な断面を示している。各ヨーク形成
部材31の外周面には、その周方向における端面31a
に沿ってその中心軸線方向に延びる突条部32が設けら
れている。そして、両ヨーク形成部材31は、その各突
条部32に設けられた図示しない両挿通孔を挿通する固
定ねじ33と該固定ねじ33に螺合するナット34によ
り互いに連結されている。両ヨーク形成部材31の周方
向に互いに相対する端面31a間には、フィルム状の絶
縁部材35が介在されている。本実施の形態では、突条
部32、固定ねじ33及びナット34にて固定保持手段
が構成されている。
FIG. 6 shows a perspective view of the detector 6, and FIG. 7 shows a cross section perpendicular to the central axis. The outer peripheral surface of each yoke forming member 31 has an end surface 31a in its circumferential direction.
Is provided along the center axis direction of the ridge portion 32. The two yoke forming members 31 are connected to each other by a fixing screw 33 that penetrates both insertion holes (not shown) provided in each of the protrusions 32 and a nut 34 that is screwed to the fixing screw 33. A film-shaped insulating member 35 is interposed between the end faces 31a of the two yoke forming members 31 that are opposed to each other in the circumferential direction. In the present embodiment, the fixing and holding means is constituted by the ridge 32, the fixing screw 33 and the nut 34.

【0042】本実施の形態によれば、各ヨーク形成部材
31の温度が上昇して該各ヨーク形成部材31が周方向
及び中心軸線方向に伸縮しても、各ヨーク形成部材31
の突条部32同士が連結されているため、各ヨーク形成
部材31が周方向及び中心軸線方向にずれることなく固
定保持される。従って、各ヨーク形成部材31が温度変
化により伸縮しても、ヨーク15の形態がほぼ変化しな
い状態で保持される。このため、各一次コイル11(1
3)と二次コイル12(14)との間における相互イン
ダクタンスの変化が抑制される。
According to this embodiment, even if the temperature of each yoke forming member 31 rises and each yoke forming member 31 expands and contracts in the circumferential direction and the center axis direction, each yoke forming member 31 does not expand.
Are connected, the respective yoke forming members 31 are fixed and held without shifting in the circumferential direction and the central axis direction. Therefore, even if each of the yoke forming members 31 expands and contracts due to a temperature change, the shape of the yoke 15 is maintained in a state where it is substantially unchanged. Therefore, each primary coil 11 (1
The change in mutual inductance between 3) and the secondary coil 12 (14) is suppressed.

【0043】又、両ヨーク形成部材31の周方向に互い
に相対する端面31a間が絶縁部材35にて絶縁される
とともに、固定ねじ33及びナット34が磁束密度が小
さい外周面に設けられているため、一体で形成されたヨ
ークに比較してヨーク15内に発生する渦電流が小さく
なり渦電流損失が従来例の磁歪式トルクセンサ41と同
等になる。
Further, the end faces 31a of the two yoke forming members 31 which are opposed to each other in the circumferential direction are insulated by the insulating member 35, and the fixing screw 33 and the nut 34 are provided on the outer peripheral surface having a small magnetic flux density. The eddy current generated in the yoke 15 is smaller than that of the yoke formed integrally, and the eddy current loss becomes equal to that of the magnetostrictive torque sensor 41 of the conventional example.

【0044】以上詳述したように、本実施の形態の磁歪
式トルクセンサによれば、第1の実施の形態の(a),
(c)及び(d)に記載の各効果の他に以下の効果を得
ることができる。
As described in detail above, according to the magnetostrictive torque sensor of this embodiment, (a) and (b) of the first embodiment are used.
The following effects can be obtained in addition to the effects described in (c) and (d).

【0045】(a) 各ヨーク形成部材31が該各ヨー
ク形成部材31の周方向における端面31aに沿って延
びるように設けられた突条部32同士を固定ねじ33及
びナット34で連結することにより連結される。その結
果、温度変化に伴う検出感度及び検出精度の変動が抑制
される。
(A) By connecting the ridges 32 provided so that the respective yoke forming members 31 extend along the circumferential end surfaces 31a of the respective yoke forming members 31 by means of fixing screws 33 and nuts 34, Be linked. As a result, fluctuations in detection sensitivity and detection accuracy due to temperature changes are suppressed.

【0046】(b) チューブ1等の被検出軸支持部材
の内周面に、ヨーク15の外周面に設けられた突条部3
2が係合可能な係合部を設け、該係合部に突条部32を
係合させることにより検出部6を被検出軸支持部材に対
して相対回動不能に固定することができる。従って、検
出部6の相対回動を規制するためだけの構成部を該検出
部6に新たに設ける必要がない。
(B) A ridge 3 provided on the outer peripheral surface of the yoke 15 on the inner peripheral surface of the shaft support member to be detected such as the tube 1.
2 is provided with an engaging portion which can be engaged, and by engaging the ridge portion 32 with the engaging portion, the detecting portion 6 can be fixed to the detected shaft support member so as not to be relatively rotatable. Therefore, it is not necessary to newly provide a component for restricting the relative rotation of the detector 6 in the detector 6.

【0047】尚、実施の形態は上記実施の形態に限ら
ず、以下のように変更してもよい。 ○ 第1の実施の形態で、両ヨーク形成部材20の一方
の接合部において両ヨーク形成部材20を連結する溶接
部22の数は2つに限らず、1つ、あるいは、3つ以上
でもよい。
The embodiment is not limited to the above embodiment, but may be modified as follows. In the first embodiment, the number of the welded portions 22 connecting the two yoke forming members 20 at one joint of the both yoke forming members 20 is not limited to two, and may be one or three or more. .

【0048】又、両ヨーク形成部材20を端面20aの
全体に渡って両外周面20b同士を溶接するようにして
もよい。この場合には、溶接部の強度が向上して長期間
に渡る固定信頼性が向上する。
Further, both yoke forming members 20 may be welded to both outer peripheral surfaces 20b over the entire end surface 20a. In this case, the strength of the weld is improved, and the fixing reliability over a long period is improved.

【0049】○ 溶接部22は、両ヨーク形成部材20
を連結するように形成した連結部材を各ヨーク形成部材
20の外周面20bに融接したものでもよく、あるい
は、ろう材によるろう接部でもよい。
The welding portion 22 is formed of the two yoke forming members 20.
May be fused to the outer peripheral surface 20b of each yoke forming member 20, or may be a brazing portion made of a brazing material.

【0050】○ 第1の実施の形態で、各ヨーク形成部
材20の互いに相対する端面20aの間に絶縁部材21
を介在させず隙間だけを設けた状態で該ヨーク形成部材
20の外周面20b同士を溶接してもよい。この場合に
は、ヨーク15における渦電流損失を従来例と同等とし
ながら両絶縁部材21の分だけ部品点数を少なくするこ
とができる。
In the first embodiment, the insulating member 21 is provided between the end faces 20a of the yoke forming members 20 facing each other.
The outer peripheral surfaces 20b of the yoke forming member 20 may be welded to each other in a state where only a gap is provided without interposing a gap. In this case, while the eddy current loss in the yoke 15 is equal to that of the conventional example, the number of parts can be reduced by the amount of the two insulating members 21.

【0051】○ 第2の実施の形態で、両ヨーク形成部
材20の全体に外嵌する固定保持部材30にてヨーク1
5を形成する構成に限らず、各ヨーク形成部材20より
も中心軸線方向の長さが短い複数個の固定保持部材を外
嵌することにより各ヨーク形成部材20を固定保持する
ようにしてもよい。この場合にも、第2の実施の形態の
各効果を得ることができる上、ヨーク15に対する外嵌
が容易となる。
In the second embodiment, the yoke 1 is fixed by the fixed holding member 30 that fits over the entirety of the two yoke forming members 20.
The yoke forming member 20 may be fixedly held by externally fitting a plurality of fixed holding members having a shorter length in the central axis direction than the respective yoke forming members 20. . Also in this case, each effect of the second embodiment can be obtained, and the outer fitting to the yoke 15 becomes easy.

【0052】○ 第3の実施の形態で、各ヨーク形成部
材31の周方向における端面31aに沿って延びる突条
部32の代わりに、端面31aの一部にのみ沿って形成
される突条部を複数設け、両ヨーク形成部材31の対応
する突条部同士を連結するようにしてもよい。
In the third embodiment, instead of the ridge 32 extending along the end face 31a in the circumferential direction of each yoke forming member 31, a ridge formed only along a part of the end face 31a. May be provided to connect the corresponding ridges of both yoke forming members 31 to each other.

【0053】○ 第3の実施の形態で、各ヨーク形成部
材31の周方向における端面に形成する突条部32は、
同実施の形態のように、ヨーク15の円筒状の外周面を
形成する各ヨーク形成部材31の外周面からその径方向
に突出するように形成された突条部に限らず、各ヨーク
形成部材31の端面31aよりも後退した位置において
該端面31aに平行に延びるように形成した溝により該
端面31aに沿って形成される突条部であってもよい。
この場合には、固定ねじ33及びナット34を溝部に収
容することにより、連結部がヨーク15の外周面から突
出しないようにすることができる。
In the third embodiment, the ridges 32 formed on the circumferential end surfaces of the respective yoke forming members 31
As in the embodiment, each yoke forming member is not limited to a ridge formed to protrude radially from the outer circumferential surface of each yoke forming member 31 forming the cylindrical outer circumferential surface of the yoke 15. A protrusion formed along the end surface 31a by a groove formed so as to extend in parallel with the end surface 31a at a position retracted from the end surface 31a of the base 31 may be used.
In this case, by accommodating the fixing screw 33 and the nut 34 in the groove, the connecting portion can be prevented from protruding from the outer peripheral surface of the yoke 15.

【0054】○ 第3の実施の形態で、突状部32同士
の連結固定方法は、固定ねじ33及びナット34による
方法に限らず、リベット、かしめ、接着等による連結固
定方法であってもよい。
In the third embodiment, the method of connecting and fixing the protruding portions 32 is not limited to the method using the fixing screw 33 and the nut 34, but may be a method of connecting and fixing using rivets, caulking, bonding or the like. .

【0055】○ 各実施の形態で、両ヨーク形成部材2
0(31)の相対する端面20a(31a)間に絶縁部
材21(34)を介在させず、端面20a(31a)同
士を直接当接させた状態で両ヨーク形成部材20(3
1)を合体させてもよい。
In each embodiment, both yoke forming members 2
The two yoke forming members 20 (3) are in a state in which the end surfaces 20a (31a) are directly in contact with each other without interposing the insulating member 21 (34) between the opposing end surfaces 20a (31a) of the pair 0 (31).
1) may be combined.

【0056】○ 各実施の形態で、ヨーク15が被検出
軸(シャフト1)に支持された軸受16にて該被検出軸
に直接相対回動可能に支持されず、被検出軸が支持され
るチューブ3等の支持部材に支持される構成の磁歪式ト
ルクセンサとしてもよい。この構成によっても、各実施
の形態に記載の各効果を得ることができる。
In each embodiment, the yoke 15 is not directly rotatably supported on the detected shaft by the bearing 16 supported on the detected shaft (shaft 1), but is supported on the detected shaft. A magnetostrictive torque sensor configured to be supported by a support member such as the tube 3 may be used. Also according to this configuration, each effect described in each embodiment can be obtained.

【0057】○ 各実施の形態で、3個以上の数のヨー
ク形成部材にて形成されるヨークとしてもよい。このと
き、各ヨーク形成部材は同一の形状でなくてもよい。
In each embodiment, the yoke may be formed by three or more yoke forming members. At this time, each yoke forming member does not have to have the same shape.

【0058】○ 各実施の形態で、被検出軸の外周面に
溶射等の手段で直接磁歪層を形成し、該磁歪層に磁歪領
域を形成するようにしてもよい。この場合には、磁歪式
トルクセンサを被検出軸の径方向に小型化することがで
きる。
In each embodiment, a magnetostrictive layer may be formed directly on the outer peripheral surface of the shaft to be detected by means such as thermal spraying, and a magnetostrictive region may be formed in the magnetostrictive layer. In this case, the size of the magnetostrictive torque sensor can be reduced in the radial direction of the detected shaft.

【0059】○ 各実施の形態で、一次コイル11(1
3)及び二次コイル12(14)が、両ヨーク形成部材
にて形成されたヨークの一方の開口部から該ヨーク内に
装着され、該ヨークの内周面に形成された段差部に当接
することにより位置決めされるように構成された磁歪式
トルクセンサとしてもよい。この場合にも、各実施の形
態における各効果を得ることができ、しかも、組み立て
性が向上する。
In each embodiment, the primary coil 11 (1
3) and the secondary coil 12 (14) are mounted in the yoke from one opening of the yoke formed by the two yoke forming members, and abut on a step formed on the inner peripheral surface of the yoke. Thus, the magnetostrictive torque sensor may be configured to be positioned. Also in this case, each effect in each embodiment can be obtained, and the assemblability is improved.

【0060】○ 各磁歪領域を磁気異方性を形成するた
めの溝をその表面に持たない平滑磁歪領域とし、クロス
ヘッド型ピックアップで各磁歪領域の透磁率に基づき被
検出軸に加わるトルクを検出する構成の磁歪式トルクセ
ンサに実施してもよい。
Each of the magnetostrictive regions is a smooth magnetostrictive region having no groove for forming magnetic anisotropy on its surface, and a crosshead type pickup detects a torque applied to a detected shaft based on the magnetic permeability of each magnetostrictive region. The present invention may be applied to a magnetostrictive torque sensor having such a configuration.

【0061】以下、特許請求の範囲に記載された技術的
思想の外に前述した各実施の形態から把握される技術的
思想をその効果とともに記載する。 (1) 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の磁
歪式トルクセンサにおいて、前記ヨークは、前記被検出
軸に対して軸受を介して相対回動可能に支持されてい
る。このような構成によれば、ヨークがチューブ等の被
検出軸支持部材に直接支持される場合に比較して検出精
度が向上する。
Hereinafter, in addition to the technical idea described in the claims, the technical idea grasped from each of the above embodiments will be described together with its effects. (1) In the magnetostrictive torque sensor according to any one of claims 1 to 5, the yoke is supported to be relatively rotatable with respect to the detected shaft via a bearing. According to such a configuration, the detection accuracy is improved as compared with the case where the yoke is directly supported by the detected shaft support member such as a tube.

【0062】(2) 複数個のヨーク形成部材を中心軸
線の周方向に連結して形成される磁歪式トルクセンサ用
ヨークにおいて、前記各ヨーク形成部材は、温度変化に
よる該各ヨーク形成部材の伸縮に関係なく該各ヨーク形
成部材を前記中心軸線方向及びその径方向に互いにずれ
ないように該各ヨーク形成部材を固定保持する固定保持
手段にて連結した。このような構成によれば、温度変動
に伴う各ヨーク形成部材の伸縮によるヨークの形態変化
が抑制される。
(2) In a yoke for a magnetostrictive torque sensor formed by connecting a plurality of yoke forming members in a circumferential direction of a center axis, each of the yoke forming members expands and contracts due to a temperature change. Irrespective of the above, the respective yoke forming members are connected by fixed holding means for fixing and holding the respective yoke forming members so as not to be shifted from each other in the central axis direction and the radial direction. According to such a configuration, a change in the form of the yoke due to expansion and contraction of each yoke forming member due to a temperature change is suppressed.

【0063】(3) 上記(2)に記載の磁歪式トルク
センサ用ヨークにおいて、前記固定保持手段は、前記各
ヨーク形成部材をその外周面同士で接合する溶接部であ
る。このような構成によれば、ヨークを形成する部品が
1つ不要になり部品点数が削減される。
(3) In the yoke for a magnetostrictive torque sensor according to the above (2), the fixed holding means is a welded portion for joining the yoke forming members at their outer peripheral surfaces. According to such a configuration, one component forming the yoke is unnecessary, and the number of components is reduced.

【0064】(4) 上記(2)に記載の磁歪式トルク
センサにおいて、前記固定保持手段は、前記ヨーク形成
部材と熱膨張率がほぼ等しい金属にて円筒状に形成さ
れ、円筒状に組み付けられた前記各ヨーク形成部材に外
嵌する固定保持部材である。このような構成によれば、
ヨーク形成部材を溶接する場合に比較して組み付け性を
向上することができる。
(4) In the magnetostrictive torque sensor according to the above (2), the fixed holding means is formed in a cylindrical shape with a metal having substantially the same coefficient of thermal expansion as the yoke forming member, and is assembled in a cylindrical shape. And a fixed holding member which is fitted to each of said yoke forming members. According to such a configuration,
The assemblability can be improved as compared with the case where the yoke forming member is welded.

【0065】尚、この明細書において、発明の構成に係
る手段及び部材は、以下のように定義されるものとす
る。 (1) 磁歪領域とは、トルクが検出される被検出軸の
外周面に沿って周方向に閉じた状態で形成され、該被検
出軸の捻れに応じてその透磁率が変化する磁歪効果を有
するように形成された磁歪層であればよく、被検出軸の
外周面に溶射等の手段で直接形成された磁性層からなる
ものや、あるいは、被検出軸に外嵌される筒状の芯材の
外周面に形成された磁性層からなるものであってもよ
い。
In this specification, means and members according to the present invention are defined as follows. (1) The magnetostrictive region is formed in a state of being closed in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the detected shaft from which the torque is detected, and the magnetostrictive effect in which the magnetic permeability changes according to the twist of the detected shaft. As long as the magnetostrictive layer is formed so as to have a magnetic layer directly formed on the outer peripheral surface of the shaft to be detected by means such as thermal spraying, or a cylindrical core externally fitted to the shaft to be detected. It may be composed of a magnetic layer formed on the outer peripheral surface of the material.

【0066】[0066]

【発明の効果】請求項1〜請求項5に記載の発明によれ
ば、ヨークが複数のヨーク形成部材にて形成される磁歪
式トルクセンサにおいて、温度変動に伴う各ヨーク形成
部材のの伸縮により生じる検出感度及び検出精度の変動
を抑制する。
According to the first to fifth aspects of the present invention, in the magnetostrictive torque sensor in which the yoke is formed by a plurality of yoke forming members, the expansion and contraction of each yoke forming member due to a temperature change. The resulting fluctuations in detection sensitivity and detection accuracy are suppressed.

【0067】請求項2に記載の発明によれば、各ヨーク
形成部材を固定保持する部品が不要となり部品点数が削
減される。請求項3に記載の発明によれば、各ヨーク形
成部材を溶接する場合に比較して組み付け性を向上する
ことができる。
According to the second aspect of the present invention, no component for fixing and holding each yoke forming member is required, and the number of components is reduced. According to the third aspect of the present invention, assemblability can be improved as compared with the case where each yoke forming member is welded.

【0068】請求項4に記載の発明によれば、一次コイ
ルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを大きくし
て検出感度を向上することができる。請求項5に記載の
発明によれば、ヨークにおける渦電流損失を従来例と同
程度に抑制して検出感度の低下を防止することができ
る。
According to the present invention, the mutual inductance between the primary coil and the secondary coil can be increased to improve the detection sensitivity. According to the fifth aspect of the present invention, the eddy current loss in the yoke can be suppressed to the same level as in the conventional example, thereby preventing the detection sensitivity from lowering.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第1の実施の形態のヨークを示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a yoke according to a first embodiment.

【図2】 ヨークの断面図。FIG. 2 is a sectional view of a yoke.

【図3】 磁歪式トルクセンサの断面図。FIG. 3 is a sectional view of a magnetostrictive torque sensor.

【図4】 第2の実施の形態のヨークを示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a yoke according to a second embodiment.

【図5】 ヨークの断面図。FIG. 5 is a sectional view of a yoke.

【図6】 第3の実施の形態のヨークを示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing a yoke according to a third embodiment.

【図7】 ヨークの断面図。FIG. 7 is a sectional view of a yoke.

【図8】 従来例の磁歪式トルクセンサを示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing a conventional magnetostrictive torque sensor.

【図9】 ヨークの断面図。FIG. 9 is a sectional view of a yoke.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…被検出軸としてのシャフト、6…検出部、9,10
…磁歪領域、11,13…一次コイル、12,14…二
次コイル、15…ヨーク、20…ヨーク形成部材、20
a…端面、21…絶縁部材、22…固定保持手段として
の溶接部、30…固定保持手段としての固定保持部材、
32…固定保持手段を構成する突条部、33…同じく固
定ねじ、34…ナット、35…絶縁部材。
Reference numeral 1 denotes a shaft as a detected shaft; 6 denotes a detection unit;
... Magnetostrictive region, 11, 13 ... Primary coil, 12, 14 ... Secondary coil, 15 ... Yoke, 20 ... Yoke forming member, 20
a ... end face, 21 ... insulating member, 22 ... welded part as fixed holding means, 30 ... fixed holding member as fixed holding means,
Reference numeral 32 denotes a ridge forming a fixing and holding means, 33 denotes a fixing screw, 34 denotes a nut, and 35 denotes an insulating member.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トルクが検出される被検出軸の外周面に
沿ってその周方向に閉じた磁歪領域を設け、複数個のヨ
ーク形成部材を前記被検出軸の周方向に連結して形成さ
れたヨークを該被検出軸に対して相対回動可能かつ中心
軸線方向に相対移動不能に支持し、前記磁歪領域に相対
する位置で該磁歪領域に外嵌する一次コイル及び二次コ
イルを該ヨークに支持した磁歪式トルクセンサにおい
て、 前記各ヨーク形成部材は、温度変化による該各ヨーク形
成部材の伸縮に関係なく該各ヨーク形成部材が前記被検
出軸の径方向及び中心軸線方向に互いにずれないように
該各ヨーク形成部材を固定保持する固定保持手段にて連
結されている磁歪式トルクセンサ。
1. A magnetostrictive region closed in a circumferential direction is provided along an outer peripheral surface of a shaft to be detected from which torque is detected, and a plurality of yoke forming members are connected in a circumferential direction of the shaft to be detected. The yoke includes a primary coil and a secondary coil which are rotatably supported with respect to the detected shaft and which are not movable relative to the center axis direction, and which are fitted to the magnetostrictive region at positions corresponding to the magnetostrictive region. In the magnetostrictive torque sensor supported by the above, the respective yoke forming members are not displaced from each other in the radial direction and the center axis direction of the detected shaft regardless of expansion and contraction of the respective yoke forming members due to a temperature change. A magnetostrictive torque sensor connected by fixed holding means for fixedly holding the respective yoke forming members.
【請求項2】 前記固定保持手段は、前記各ヨーク形成
部材をその外周面同士で接合する溶接部である請求項1
に記載の磁歪式トルクセンサ。
2. The fixing and holding means is a welded portion for joining the respective yoke forming members at their outer peripheral surfaces.
3. The magnetostrictive torque sensor according to claim 1.
【請求項3】 前記固定保持手段は、前記ヨーク形成部
材と熱膨張率がほぼ等しい金属にて円筒状に形成され、
円筒状に組み立てられた前記各ヨーク形成部材に外嵌す
る固定保持部材である請求項1に記載の磁歪式トルクセ
ンサ。
3. The fixing and holding means is formed in a cylindrical shape with a metal having substantially the same thermal expansion coefficient as the yoke forming member,
The magnetostrictive torque sensor according to claim 1, wherein the magnetostrictive torque sensor is a fixed holding member externally fitted to each of the yoke forming members assembled in a cylindrical shape.
【請求項4】 前記一次コイル及び二次コイルは、前記
ヨークの内周面に形成された周溝内に支持された請求項
1〜請求項3のいずれか一項に記載の磁歪式トルクセン
サ。
4. The magnetostrictive torque sensor according to claim 1, wherein the primary coil and the secondary coil are supported in a circumferential groove formed on an inner peripheral surface of the yoke. .
【請求項5】 周方向に連結された前記各ヨーク形成部
材間の該周方向の互いに相対する端面間には絶縁部材が
介在された請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の
磁歪式トルクセンサ。
5. The insulating member according to claim 1, wherein an insulating member is interposed between the circumferentially opposed end faces of the yoke forming members connected in the circumferential direction. Magnetostrictive torque sensor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008281721A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Sii Nanotechnology Inc Method for correcting black defect in chromium mask

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