JPH1194658A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
- Publication number
- JPH1194658A JPH1194658A JP25252397A JP25252397A JPH1194658A JP H1194658 A JPH1194658 A JP H1194658A JP 25252397 A JP25252397 A JP 25252397A JP 25252397 A JP25252397 A JP 25252397A JP H1194658 A JPH1194658 A JP H1194658A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- torque
- coils
- voltage
- torque sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度変化に拘わらず安定したトルク測定がで
きる安価な磁歪式のトルクセンサを提供する。 【解決手段】 トルク伝達軸の外周面に形成した一対の
磁気異方性部の一方の外周側にコイル４ａ、４ｂを、ま
たその他方の外周側にコイル５ａ、５ｂを夫々配設す
る。コイル４ａの一端とコイル５ａの一端とを接続し、
コイル４ｂの一端とコイル５ｂの一端とを接続し、コイ
ル４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの他端を正弦波交流電源８に
接続する。コイル４ａの一端とコイル５ａの一端との間
の電圧Ｖ１とコイル４ｂの一端とコイル５ｂの一端との
間の電圧Ｖ２からトルクの方向と大きさを表す信号電圧
を生成する。
きる安価な磁歪式のトルクセンサを提供する。 【解決手段】 トルク伝達軸の外周面に形成した一対の
磁気異方性部の一方の外周側にコイル４ａ、４ｂを、ま
たその他方の外周側にコイル５ａ、５ｂを夫々配設す
る。コイル４ａの一端とコイル５ａの一端とを接続し、
コイル４ｂの一端とコイル５ｂの一端とを接続し、コイ
ル４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの他端を正弦波交流電源８に
接続する。コイル４ａの一端とコイル５ａの一端との間
の電圧Ｖ１とコイル４ｂの一端とコイル５ｂの一端との
間の電圧Ｖ２からトルクの方向と大きさを表す信号電圧
を生成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この出願の発明は、トルクセン
サ、特に磁歪式のトルクセンサに関するものである。
サ、特に磁歪式のトルクセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】公知のトルクセンサとして、トルク伝達
軸の外周面に、このトクル伝達軸にトルクが負荷された
ときに一方に圧縮され且つ他方が引張り第１および第２
の磁気異方性部を、同トルク伝達軸にトルクが負荷され
たときにその一方が圧縮されるとともにその他方が引張
られるように形成し、これら第１および第２の磁気異方
性部の外周側に第１および第２の検出コイルと正弦波交
流電圧が印加されて検出コイルを励磁する第１および第
２の励磁コイルを夫々、前記磁気異方性部の透磁率の変
化を検出コイルの一端の電圧の変化に変換するように配
設し、両検出コイルの一端の電圧の差からトルクの方向
と大きさを表す信号電圧を生成するようにしたものがあ
り、例えば米国特許３０１１３４０号に記載されてい
る。
軸の外周面に、このトクル伝達軸にトルクが負荷された
ときに一方に圧縮され且つ他方が引張り第１および第２
の磁気異方性部を、同トルク伝達軸にトルクが負荷され
たときにその一方が圧縮されるとともにその他方が引張
られるように形成し、これら第１および第２の磁気異方
性部の外周側に第１および第２の検出コイルと正弦波交
流電圧が印加されて検出コイルを励磁する第１および第
２の励磁コイルを夫々、前記磁気異方性部の透磁率の変
化を検出コイルの一端の電圧の変化に変換するように配
設し、両検出コイルの一端の電圧の差からトルクの方向
と大きさを表す信号電圧を生成するようにしたものがあ
り、例えば米国特許３０１１３４０号に記載されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来のトルクセンサでは、検出コイルと励磁コイル
とが磁気的に結合されており、この結合における結合係
数が温度変化により変化して各検出コイルからの電圧が
変化することから、安定したトルク測定をすることがで
きないという問題がある。
如き従来のトルクセンサでは、検出コイルと励磁コイル
とが磁気的に結合されており、この結合における結合係
数が温度変化により変化して各検出コイルからの電圧が
変化することから、安定したトルク測定をすることがで
きないという問題がある。
【０００４】この問題を解決するために結合係数の変化
を補償する特別な回路を附設することが特開閉４−２８
６９２７号などに記載されているが、この方法はコスト
の大幅な上昇を招き、トルクセンサが高価になる。
を補償する特別な回路を附設することが特開閉４−２８
６９２７号などに記載されているが、この方法はコスト
の大幅な上昇を招き、トルクセンサが高価になる。
【０００５】そこで、この出願の発明は、温度変化に拘
わらず安定したトルク測定ができる安価な磁歪式のトル
クセンサを提供することを課題とする。
わらず安定したトルク測定ができる安価な磁歪式のトル
クセンサを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項１の発
明は、トルク伝達軸の外周面に第１磁気異方性部および
第２磁気異方性部を、同トルク伝達軸にトルクが負荷さ
れたときにその一方に圧縮歪みが発生するとともにその
他方に引張り歪みが発生するように形成し、前記第１磁
気異方性部の外周側に第１コイルおよび第２コイルを配
設し、前記第２磁気異方性部の外周側に第３コイルおよ
び第４コイルを配設し、前記第１コイルの一端と前記第
３コイルの一端とを接続するとともに前記第２コイルの
一端と前記第４コイルの一端とを接続し、前記第１コイ
ル〜第４コイルの他端を正弦波交流電圧源に接続し、前
記第１コイルの一端と前記第３コイルの一端との間の電
圧と前記第２コイルの一端と前記第４コイルの一端との
間の電圧とから前記トルクの方向と大きさを表す信号電
圧を生成するようにしたことを特徴とするトルクセンサ
である。
明は、トルク伝達軸の外周面に第１磁気異方性部および
第２磁気異方性部を、同トルク伝達軸にトルクが負荷さ
れたときにその一方に圧縮歪みが発生するとともにその
他方に引張り歪みが発生するように形成し、前記第１磁
気異方性部の外周側に第１コイルおよび第２コイルを配
設し、前記第２磁気異方性部の外周側に第３コイルおよ
び第４コイルを配設し、前記第１コイルの一端と前記第
３コイルの一端とを接続するとともに前記第２コイルの
一端と前記第４コイルの一端とを接続し、前記第１コイ
ル〜第４コイルの他端を正弦波交流電圧源に接続し、前
記第１コイルの一端と前記第３コイルの一端との間の電
圧と前記第２コイルの一端と前記第４コイルの一端との
間の電圧とから前記トルクの方向と大きさを表す信号電
圧を生成するようにしたことを特徴とするトルクセンサ
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１はこの出願の請求項１の発明
に係るトルクセンサの第１実施形態の検出部を示し、図
２はその検出回路を示す。図１において、トルク伝達軸
１の外周面には、軸線の方向と所定の角度（例えば４５
°）をなして互いに反対方向に傾斜する多数の短い磁性
材製の帯からなる第１磁気異方性部２および第２磁気異
方性部３が形成されている。磁気異方性部２の帯と磁気
異方性部３の帯とが互いに反対に傾斜されていることに
より、トルク伝達軸１のトルクが負荷されたときには磁
気異方性部２、３の一方磁気異方性部の帯に圧縮歪みが
発生するとともに他方磁気異方性部の帯に引張り歪みが
発生する。
に係るトルクセンサの第１実施形態の検出部を示し、図
２はその検出回路を示す。図１において、トルク伝達軸
１の外周面には、軸線の方向と所定の角度（例えば４５
°）をなして互いに反対方向に傾斜する多数の短い磁性
材製の帯からなる第１磁気異方性部２および第２磁気異
方性部３が形成されている。磁気異方性部２の帯と磁気
異方性部３の帯とが互いに反対に傾斜されていることに
より、トルク伝達軸１のトルクが負荷されたときには磁
気異方性部２、３の一方磁気異方性部の帯に圧縮歪みが
発生するとともに他方磁気異方性部の帯に引張り歪みが
発生する。
【０００８】磁気異方性部２の外周側には２個のコイル
４ａ、４ｂが配設され、磁気異方性部３の外周側には２
個のコイル５ａ、５ｂが配設されている。これらコイル
４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂは１個の非磁性材製のボビン６
に巻付けられており、コイル４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの
外周側には磁性材製のヨーク７が配設されている。
４ａ、４ｂが配設され、磁気異方性部３の外周側には２
個のコイル５ａ、５ｂが配設されている。これらコイル
４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂは１個の非磁性材製のボビン６
に巻付けられており、コイル４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの
外周側には磁性材製のヨーク７が配設されている。
【０００９】図２に示すように、コイル４ａの一端とコ
イル５ａの一端とが接続され、コイル４ｂの一端とコイ
ル５ｂの一端とが接続され、コイル４ａ、４ｂ、５ａ、
５ｂの他端が正弦波交流電源８に接続される。トルク伝
達軸１にトルクが負荷されると、磁気異方性部２の透磁
率と磁気異方性部３の透磁率が互いに反対方向へ変化
し、これによりコイル４ａ、４ｂのインダクタンスとコ
イル５ａ、５ｂのインダクタンスが反対方向へ変化し、
コイル４ａの一端とコイル５ａの一端との間の電圧Ｖ１
とコイル４ｂの一端とコイル５ｂの一端との間の電圧Ｖ
２が変化する。電圧Ｖ１と電圧Ｖ２は検波器９、１０と
電圧増幅器１１、１２を介して差動増幅器１３に入力さ
れ、電圧Ｖ２から電圧Ｖ１を差し引いた値Ｖ０に比例し
た電圧が差動増幅器１３から出力される。
イル５ａの一端とが接続され、コイル４ｂの一端とコイ
ル５ｂの一端とが接続され、コイル４ａ、４ｂ、５ａ、
５ｂの他端が正弦波交流電源８に接続される。トルク伝
達軸１にトルクが負荷されると、磁気異方性部２の透磁
率と磁気異方性部３の透磁率が互いに反対方向へ変化
し、これによりコイル４ａ、４ｂのインダクタンスとコ
イル５ａ、５ｂのインダクタンスが反対方向へ変化し、
コイル４ａの一端とコイル５ａの一端との間の電圧Ｖ１
とコイル４ｂの一端とコイル５ｂの一端との間の電圧Ｖ
２が変化する。電圧Ｖ１と電圧Ｖ２は検波器９、１０と
電圧増幅器１１、１２を介して差動増幅器１３に入力さ
れ、電圧Ｖ２から電圧Ｖ１を差し引いた値Ｖ０に比例し
た電圧が差動増幅器１３から出力される。
【００１０】ヨーク７がコイル４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ
の全部を軸方向に隔てるように形成されている。コイル
４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの間に磁気的な結合は存在しな
いので、コイル４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの巻線方向は制
限されない。
の全部を軸方向に隔てるように形成されている。コイル
４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの間に磁気的な結合は存在しな
いので、コイル４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの巻線方向は制
限されない。
【００１１】交流電源８の電圧をＶｉ、コイル４ａ、４
ｂ、５ａ、５ｂのインダクタンスをＬ１、Ｌ２、Ｌ３、
Ｌ４とすると、 Ｖ１＝Ｖｉ×［Ｌ３／（Ｌ１＋Ｌ３）］ Ｖ２＝Ｖｉ×［Ｌ２／（Ｌ２＋Ｌ４）］ Ｖ０＝Ｖｉ×｛［Ｌ２／（Ｌ２＋Ｌ４）］−［Ｌ３／
（Ｌ１＋Ｌ３）］｝ であり、 Ｌ１＝Ｌ → Ｌ＋ΔＬ Ｌ２＝Ｌ → Ｌ＋ΔＬ Ｌ３＝Ｌ → Ｌ−ΔＬ Ｌ４＝Ｌ → Ｌ−ΔＬ とした場合、 Ｖ０＝Ｖｉ×｛［（Ｌ＋ΔＬ）／２Ｌ］−［（Ｌ＋ΔＬ）／２Ｌ］｝ ＝Ｖｉ×ΔＬ／Ｌ となり、Ｌの変化量を検出することができるものであ
る。
ｂ、５ａ、５ｂのインダクタンスをＬ１、Ｌ２、Ｌ３、
Ｌ４とすると、 Ｖ１＝Ｖｉ×［Ｌ３／（Ｌ１＋Ｌ３）］ Ｖ２＝Ｖｉ×［Ｌ２／（Ｌ２＋Ｌ４）］ Ｖ０＝Ｖｉ×｛［Ｌ２／（Ｌ２＋Ｌ４）］−［Ｌ３／
（Ｌ１＋Ｌ３）］｝ であり、 Ｌ１＝Ｌ → Ｌ＋ΔＬ Ｌ２＝Ｌ → Ｌ＋ΔＬ Ｌ３＝Ｌ → Ｌ−ΔＬ Ｌ４＝Ｌ → Ｌ−ΔＬ とした場合、 Ｖ０＝Ｖｉ×｛［（Ｌ＋ΔＬ）／２Ｌ］−［（Ｌ＋ΔＬ）／２Ｌ］｝ ＝Ｖｉ×ΔＬ／Ｌ となり、Ｌの変化量を検出することができるものであ
る。
【００１２】また、Ｌが磁気異方性部２、３の透磁率に
よって変化することから、Ｖ０はトルクに対して変化
し、従ってトルクの測定ができる。
よって変化することから、Ｖ０はトルクに対して変化
し、従ってトルクの測定ができる。
【００１３】また、Ｖ０はインピーダンスの比で決まる
ので、コイル間の結合係数の変化の影響を受けない。
ので、コイル間の結合係数の変化の影響を受けない。
【００１４】図３はこの出願の請求項１の発明に係るト
ルクセンサの第２実施形態の検出部を示す。図３におい
ては、コイル４ａの外周側にコイル４ｂが配設され、コ
イル５ａの外周側にコイル５ｂが配設されている。
ルクセンサの第２実施形態の検出部を示す。図３におい
ては、コイル４ａの外周側にコイル４ｂが配設され、コ
イル５ａの外周側にコイル５ｂが配設されている。
【００１５】図４は、この出願の請求項１の発明に係る
トルクセンサの第３実施形態の検出部を示す。図４にお
いては、ヨーク７がコイル４ａ、４ｂの組みとコイル５
ａ、５ｂの組みとを軸方向に隔てるように形成されてお
り、磁気的にコイル４ａ、４ｂが磁気的に結合し、また
コイル５ａ、５ｂが磁気的に結合していることから、Ｖ
１の変化とＶ２の変化が近似するように、コイル４ａ、
４ｂの巻線方向を同方向とし、コイル５ａ、５ｂの巻線
方向を同方向とする。
トルクセンサの第３実施形態の検出部を示す。図４にお
いては、ヨーク７がコイル４ａ、４ｂの組みとコイル５
ａ、５ｂの組みとを軸方向に隔てるように形成されてお
り、磁気的にコイル４ａ、４ｂが磁気的に結合し、また
コイル５ａ、５ｂが磁気的に結合していることから、Ｖ
１の変化とＶ２の変化が近似するように、コイル４ａ、
４ｂの巻線方向を同方向とし、コイル５ａ、５ｂの巻線
方向を同方向とする。
【００１６】図５はこの出願の請求項１の発明に係るト
ルクセンサの第４実施形態の検出部を示す。図５におい
ては、ヨーク７がコイル４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの全部
を軸方向に隔てるように形成されているとともに、コイ
ル４ａ、５ａの間にコイル４ｂが配設されている。これ
により、トルク伝達軸１の温度勾配によるドリフトが低
減される。
ルクセンサの第４実施形態の検出部を示す。図５におい
ては、ヨーク７がコイル４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの全部
を軸方向に隔てるように形成されているとともに、コイ
ル４ａ、５ａの間にコイル４ｂが配設されている。これ
により、トルク伝達軸１の温度勾配によるドリフトが低
減される。
【００１７】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、この出願
の発明によれば、温度変化に拘わらず安定したトルク測
定ができる安価な磁歪式のトルクセンサを提供すること
ができる。
の発明によれば、温度変化に拘わらず安定したトルク測
定ができる安価な磁歪式のトルクセンサを提供すること
ができる。
【図１】この出願の発明に係るトルクセンサの第１実施
形態の検出部を示す図。
形態の検出部を示す図。
【図２】この出願の発明に係るトルクセンサの第１実施
形態の検出回路を示す図。
形態の検出回路を示す図。
【図３】この出願の発明に係るトルクセンサの第２実施
形態の検出部を示す図。
形態の検出部を示す図。
【図４】この出願の発明に係るトルクセンサの第３実施
形態の検出部を示す図。
形態の検出部を示す図。
【図５】この出願の発明に係るトルクセンサの第４実施
形態の検出部を示す図。
形態の検出部を示す図。
１・・・トルク伝達軸 ２・・・第１の磁気異方性部 ３・・・第２の磁気異方性部 ４ａ、４ｂ・・・コイル ５ａ、５ｂ・・・コイル ６・・・ボビン ７・・・ヨーク ８・・・正弦波交流電源 ９、１０・・・検波器 １１、１２・・・電圧増幅器 １３・・・差動増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】 トルク伝達軸の外周面に第１磁気異方性
部および第２磁気異方性部を、同トルク伝達軸にトルク
が負荷されたときにその一方に圧縮歪みが発生するとと
もにその他方に引張り歪みが発生するように形成し、前
記第１磁気異方性部の外周側に第１コイルおよび第２コ
イルを配設し、前記第２磁気異方性部の外周側に第３コ
イルおよび第４コイルを配設し、前記第１コイルの一端
と前記第３コイルの一端とを接続するとともに前記第２
コイルの一端と前記第４コイルコイルの一端とを接続
し、前記第１コイル〜第４コイルの他端を正弦波交流電
圧源に接続し、前記第１コイルの一端と前記第３コイル
の一端との間の電圧と前記第２コイルの一端と前記第４
コイルの一端との間の電圧とから前記トルクの方向と大
きさを表す信号電圧を生成するようにしたことを特徴と
するトルクセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25252397A JPH1194658A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25252397A JPH1194658A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | トルクセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1194658A true JPH1194658A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17238563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25252397A Pending JPH1194658A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1194658A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263873A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサと、この磁歪式トルクセンサを用いた電動パワーステアリング装置 |
| JP2007271417A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Honda Motor Co Ltd | 車両用の磁歪式トルクセンサ |
| JP2007278758A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Honda Motor Co Ltd | インダクタンス検出回路、トルクセンサユニット、および、電動パワーステアリング装置 |
| JP2007309925A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-29 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ |
| JP2008191168A (ja) * | 2008-05-09 | 2008-08-21 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ |
-
1997
- 1997-09-17 JP JP25252397A patent/JPH1194658A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263873A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサと、この磁歪式トルクセンサを用いた電動パワーステアリング装置 |
| JP2007271417A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Honda Motor Co Ltd | 車両用の磁歪式トルクセンサ |
| JP4680114B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-05-11 | 本田技研工業株式会社 | 車両用の磁歪式トルクセンサ |
| JP2007278758A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Honda Motor Co Ltd | インダクタンス検出回路、トルクセンサユニット、および、電動パワーステアリング装置 |
| JP2007309925A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-29 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ |
| JP2008191168A (ja) * | 2008-05-09 | 2008-08-21 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0523025B1 (en) | Method for measuring torque and/or axial stresses | |
| US6698299B2 (en) | Magnetoelastic torque sensor | |
| US7584672B2 (en) | Magnetostrictive torque sensor | |
| Garshelis | A torque transducer utilizing a circularly polarized ring | |
| US4503714A (en) | Arrangement for non-contacting measurement of static and dynamic torques | |
| JPS6275328A (ja) | トルクセンサ | |
| JPH01187424A (ja) | トルクセンサ | |
| JPS62249026A (ja) | トルク測定装置 | |
| US4712433A (en) | Torque sensor for automotive power steering systems | |
| US6622577B1 (en) | Single coil magnetostrictive sensors | |
| US4712432A (en) | Torque sensor | |
| US5083359A (en) | Shielding of magnetoelastic torque transducers from low-frequency magnetic fields | |
| JPH1194658A (ja) | トルクセンサ | |
| EP0379509B1 (en) | Device for non-contact measuring of stresses in a bar-shaped body | |
| US2482477A (en) | Electrical torque measuring device | |
| JP2608498B2 (ja) | 磁歪式トルクセンサ | |
| JP2000009557A (ja) | トルクセンサ | |
| JPS62108120A (ja) | トルクトランスジユ−サ | |
| JPH1194659A (ja) | 磁気差動型トルクセンサ | |
| US3056099A (en) | Magnetostrictive torsional pick-up | |
| JPS6044839A (ja) | トルク検出装置 | |
| JPS6050429A (ja) | トルクセンサ | |
| JPH02102427A (ja) | トルク測定装置 | |
| JPS60192233A (ja) | トルクセンサ | |
| JP2000009556A (ja) | トルクセンサ |