JPS61137036A - 操舵力検出器 - Google Patents
操舵力検出器Info
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- JPS61137036A JPS61137036A JP25852484A JP25852484A JPS61137036A JP S61137036 A JPS61137036 A JP S61137036A JP 25852484 A JP25852484 A JP 25852484A JP 25852484 A JP25852484 A JP 25852484A JP S61137036 A JPS61137036 A JP S61137036A
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- JP
- Japan
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- shaft
- cylinder
- magnetostrictive
- output shaft
- magnetostriction
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
- G01L3/102—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving magnetostrictive means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
- G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Steering Controls (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、磁歪効果を利用した操舵力検出器に関する
。
。
従来の操舵力検出器に適用し得るトルク検出器としては
、例えば特公昭３１−９４２号公報及び特公昭３５−１
２４４７号公報に記載されているものがある。
、例えば特公昭３１−９４２号公報及び特公昭３５−１
２４４７号公報に記載されているものがある。
これらのものは、原理的に、第７図に示すように構成さ
れ、被測定軸ＭＳの外周面に２つの励磁用コイルＣ１と
２つのピックアップコイルＣ２とを夫々配設し、被測定
軸ＭＳにトルクを伝達したときに生じる応力によって発
生する磁歪磁気異方性により変化する透磁率により、励
磁用コイルＣ１によって被測定軸ＭＳに与えた磁束の変
化をピックアップコイルＣ２で電磁的に検出することに
より、被測定軸ＭＳに伝達されたトルクの大きさを検出
するようにしている。
れ、被測定軸ＭＳの外周面に２つの励磁用コイルＣ１と
２つのピックアップコイルＣ２とを夫々配設し、被測定
軸ＭＳにトルクを伝達したときに生じる応力によって発
生する磁歪磁気異方性により変化する透磁率により、励
磁用コイルＣ１によって被測定軸ＭＳに与えた磁束の変
化をピックアップコイルＣ２で電磁的に検出することに
より、被測定軸ＭＳに伝達されたトルクの大きさを検出
するようにしている。
しかしながら、上記従来のトルク検出器にあっては、被
測定軸が鉄、ニッケル等の磁性材料からなる丸棒で構成
されており、トルクの検出範囲に応じて、その径を選定
することによって機械的強度と磁歪感度の双方を満足さ
せる構成となっていたため、自動車の操舵力を検出する
場合等のように、トルク伝達軸としての機械的強度とし
ては、３０ｋｇｍ程度を保証し、且つトルク検出値とし
ては最大でも１ ｋｇｍ程度という双方の要求を満足さ
せることが困難であるという問題点があった。すなわち
、微小トルクを検出するためには、磁性材料の被測定軸
表面の剪断応力を増加させるように軸径を細くする必要
があるが、これは逆に機械的強度を損なうこととなり、
加えて一旦大きなトルクが印加されると、被測定軸の表
面に残留ひずみが生じ、誘導磁気異方性により磁気的特
性変化が履歴として残ってしまい、出力の零点がずれて
しまうという問題点があった。
測定軸が鉄、ニッケル等の磁性材料からなる丸棒で構成
されており、トルクの検出範囲に応じて、その径を選定
することによって機械的強度と磁歪感度の双方を満足さ
せる構成となっていたため、自動車の操舵力を検出する
場合等のように、トルク伝達軸としての機械的強度とし
ては、３０ｋｇｍ程度を保証し、且つトルク検出値とし
ては最大でも１ ｋｇｍ程度という双方の要求を満足さ
せることが困難であるという問題点があった。すなわち
、微小トルクを検出するためには、磁性材料の被測定軸
表面の剪断応力を増加させるように軸径を細くする必要
があるが、これは逆に機械的強度を損なうこととなり、
加えて一旦大きなトルクが印加されると、被測定軸の表
面に残留ひずみが生じ、誘導磁気異方性により磁気的特
性変化が履歴として残ってしまい、出力の零点がずれて
しまうという問題点があった。
また、上記従来例に示したような、被測定軸の外周の内
、局部的な磁気特性の変化を検出する方式においては、
通常自動車のステアリングシャフト自体が曲がりを有す
るものであり、また、磁気的検出手段が配置されるステ
アリングコラムチューブとシャフトとの間のガタ等も大
きく、したがって、被測定軸と磁気検出器との間隙を精
度良く保つことが困難であったという問題点があった。
、局部的な磁気特性の変化を検出する方式においては、
通常自動車のステアリングシャフト自体が曲がりを有す
るものであり、また、磁気的検出手段が配置されるステ
アリングコラムチューブとシャフトとの間のガタ等も大
きく、したがって、被測定軸と磁気検出器との間隙を精
度良く保つことが困難であったという問題点があった。
そこで、この発明は、トルク伝達軸（ステアリングシャ
フトの一部）を所定の捩れ角を越えると。
フトの一部）を所定の捩れ角を越えると。
作用するストッパ機構を介して入力軸と出力軸とに２分
割し、その人・出力軸の各々に両端を固定して同心的に
配置した磁歪円筒体自体に構造的に磁気異方性を持たせ
ると共に、磁気的変化の検出はその全周に渡って、平均
的に行うことにより、上記従来例の問題点を解決するこ
とを目的としている。
割し、その人・出力軸の各々に両端を固定して同心的に
配置した磁歪円筒体自体に構造的に磁気異方性を持たせ
ると共に、磁気的変化の検出はその全周に渡って、平均
的に行うことにより、上記従来例の問題点を解決するこ
とを目的としている。
上記問題点を解決するために、この発明は、所定の撲れ
角を越えると作用するストッパ機構を介して入力軸及び
出力軸に分割されたステアリングシャフトと、Ｊ亥ステ
アリングシャフトの外側に同心的に配置されていると共
に、前記入力軸及び出力軸間に弾性部材を介して連結さ
れ且つ外周に沿って軸線と所定角度をもって傾斜する複
数のスリット又は溝等からなる磁気的異方性構造部位を
有する磁歪円筒体と、該磁歪円筒体の磁気的異方性部位
に対向して配設され且つ前記入力側及び出力側間の伝達
トルクに応じた磁気的異方性部位の磁気的特性の変化を
検出する磁気的検出手段とを備えることを特徴とする。
角を越えると作用するストッパ機構を介して入力軸及び
出力軸に分割されたステアリングシャフトと、Ｊ亥ステ
アリングシャフトの外側に同心的に配置されていると共
に、前記入力軸及び出力軸間に弾性部材を介して連結さ
れ且つ外周に沿って軸線と所定角度をもって傾斜する複
数のスリット又は溝等からなる磁気的異方性構造部位を
有する磁歪円筒体と、該磁歪円筒体の磁気的異方性部位
に対向して配設され且つ前記入力側及び出力側間の伝達
トルクに応じた磁気的異方性部位の磁気的特性の変化を
検出する磁気的検出手段とを備えることを特徴とする。
この発明は、ステアリングシャフトを所定の捩れ角を越
えると作用するストッパ機構を介して入力軸及び出力軸
に分割し、それら間に弾性体を介して磁歪円筒体を連結
することにより、磁歪円筒体に対して伝達されるトルク
を所定値以下として磁歪円筒体での残留ひずみの発生を
防止し、しかも、磁歪円筒体にその軸線と所定角度をも
って傾斜するスリット又は溝等からなる磁気的異方性部
位を設けることにより、これと対向する磁気的検出手段
との協働によって磁歪円筒体の全周に渡る磁気的特性変
化を平均的に検出し、操舵力感度を向上させる。
えると作用するストッパ機構を介して入力軸及び出力軸
に分割し、それら間に弾性体を介して磁歪円筒体を連結
することにより、磁歪円筒体に対して伝達されるトルク
を所定値以下として磁歪円筒体での残留ひずみの発生を
防止し、しかも、磁歪円筒体にその軸線と所定角度をも
って傾斜するスリット又は溝等からなる磁気的異方性部
位を設けることにより、これと対向する磁気的検出手段
との協働によって磁歪円筒体の全周に渡る磁気的特性変
化を平均的に検出し、操舵力感度を向上させる。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図及び
第３図はそのＡ−ＡＮＩＡ及びＢ−Ｂ線上の断面図、第
４図（ａ）、 （ｂ）及び（Ｃ１は夫々磁歪円筒体の正
面図、縦断面図及び展開図である。
第３図はそのＡ−ＡＮＩＡ及びＢ−Ｂ線上の断面図、第
４図（ａ）、 （ｂ）及び（Ｃ１は夫々磁歪円筒体の正
面図、縦断面図及び展開図である。
まず、構成について説明する。第１図において、ｌはス
テアリングシャフトであって、入力軸２と出力軸３とに
２分割されており、これらがストッパ機構４によって連
結されている。このストッパ機構４は、第２図に示すよ
うに、入力軸２の端部に形成された偏平突起２ａ内に出
力軸３の端部に形成された凹部３ａが係合された構成を
有し、人力軸２が偏平突起２ａの側面と凹部３ａの内壁
との間の間隙以上回動じたとき即ち入力軸２と出力軸３
との相対的捩れ角が所定値以上となったとき初めて入力
軸２側のトルクが出力軸３側に伝達される。
テアリングシャフトであって、入力軸２と出力軸３とに
２分割されており、これらがストッパ機構４によって連
結されている。このストッパ機構４は、第２図に示すよ
うに、入力軸２の端部に形成された偏平突起２ａ内に出
力軸３の端部に形成された凹部３ａが係合された構成を
有し、人力軸２が偏平突起２ａの側面と凹部３ａの内壁
との間の間隙以上回動じたとき即ち入力軸２と出力軸３
との相対的捩れ角が所定値以上となったとき初めて入力
軸２側のトルクが出力軸３側に伝達される。
入力軸２の周囲には、トルク検出部となる磁歪材料で形
成された磁歪円筒体５が配設されている。
成された磁歪円筒体５が配設されている。
この磁歪円筒体５は、捩り応力に対応した磁気的異方性
を持たせるために、その外周面に第４図（ｃ）の展開図
に示すように、軸線方向に対して所定角度例えば＋４５
°及び−４５″に傾斜した対称的な磁気的異方性部位５
ａ及び５ｂが形成されている。これら磁気的異方性□部
位５ａ及び５ｂは、夫々第４図（ｂ）に示す等角間隔で
形成された複数のスリットＳ又は第４図（ｄｌに示す溝
Ｇで構成されている。したがって、これら磁気的異方性
部位５ａ及び５ｂを構成するスリン＋−Ｓ又は溝Ｇは、
互いの延長方向が９０″ずれて形成され、夫々右回転ト
ルク及び左回転トルクに対し、夫々の部位での磁気的特
性（透磁率）の変化が逆方向に作用するように配置され
ている。ここで、磁歪円筒体５は、予め円筒状に形成し
た磁歪材料にプレス加工や切削加工によってスリット若
しくは溝を形成するか又は平板状の磁歪材料にスリット
若しくは溝を形成した後円筒状に成形する。
を持たせるために、その外周面に第４図（ｃ）の展開図
に示すように、軸線方向に対して所定角度例えば＋４５
°及び−４５″に傾斜した対称的な磁気的異方性部位５
ａ及び５ｂが形成されている。これら磁気的異方性□部
位５ａ及び５ｂは、夫々第４図（ｂ）に示す等角間隔で
形成された複数のスリットＳ又は第４図（ｄｌに示す溝
Ｇで構成されている。したがって、これら磁気的異方性
部位５ａ及び５ｂを構成するスリン＋−Ｓ又は溝Ｇは、
互いの延長方向が９０″ずれて形成され、夫々右回転ト
ルク及び左回転トルクに対し、夫々の部位での磁気的特
性（透磁率）の変化が逆方向に作用するように配置され
ている。ここで、磁歪円筒体５は、予め円筒状に形成し
た磁歪材料にプレス加工や切削加工によってスリット若
しくは溝を形成するか又は平板状の磁歪材料にスリット
若しくは溝を形成した後円筒状に成形する。
そして、磁歪円筒体５の入力軸２に対向する一端に溶接
等によりリング部材６が固着され且つ他端に同様のリン
グ部材７が溶接等により固着されている。リング部材６
は、圧入、ピン止め等により入力軸２に固定されている
。他方、リング部材７は、入力軸２に遊嵌する軸受部７
ａと、その一部から外方に突出する突起７ｂとを有し、
この突起７ａが一部が開放されたＣ字状の弾性部材８を
介して出力軸３の右端に形成された突起３ｂに連結され
ている。したがって、人力軸２と出力軸３との間の相対
的な捩れ角に応じたトルクが弾性体８を介して磁歪円筒
体５に伝達される。
等によりリング部材６が固着され且つ他端に同様のリン
グ部材７が溶接等により固着されている。リング部材６
は、圧入、ピン止め等により入力軸２に固定されている
。他方、リング部材７は、入力軸２に遊嵌する軸受部７
ａと、その一部から外方に突出する突起７ｂとを有し、
この突起７ａが一部が開放されたＣ字状の弾性部材８を
介して出力軸３の右端に形成された突起３ｂに連結され
ている。したがって、人力軸２と出力軸３との間の相対
的な捩れ角に応じたトルクが弾性体８を介して磁歪円筒
体５に伝達される。
また、磁歪円筒体５の磁気的異方性部位５ａ。
５ｂに対向する外周部には、夫々磁気的検出部９ａ、９
ｂが配設されている。これら磁気的検出部９ａ、９ｂは
、断面Ｅ字状の円筒状磁気コア１０とその内部に夫々巻
装されたトランスｌｌａ、１１ｂとから構成されている
。磁気コア１０は、入力軸２及び出力軸３をベアリング
１２．１３を介して回動可能に枢着したステアリングコ
ラムチューブ１４に固着され、且つトランスＩｌａ及び
１１ｂは夫々積層された励磁コイル１．、Ｉｌｂ、及び
検出コイル１つ１ １ｂ！で構成されている。そして、
励磁コイルｌ□ｒ １ｌ１１は第５図に示すように、
所定の交流電源となる正弦波発振器１５に電流増幅器１
６を介して並列に接続されて各コイル２□及びｌｂｌか
ら生じる磁束が前記磁歪円筒体５上で逆方向となるよう
に供給される。
ｂが配設されている。これら磁気的検出部９ａ、９ｂは
、断面Ｅ字状の円筒状磁気コア１０とその内部に夫々巻
装されたトランスｌｌａ、１１ｂとから構成されている
。磁気コア１０は、入力軸２及び出力軸３をベアリング
１２．１３を介して回動可能に枢着したステアリングコ
ラムチューブ１４に固着され、且つトランスＩｌａ及び
１１ｂは夫々積層された励磁コイル１．、Ｉｌｂ、及び
検出コイル１つ１ １ｂ！で構成されている。そして、
励磁コイルｌ□ｒ １ｌ１１は第５図に示すように、
所定の交流電源となる正弦波発振器１５に電流増幅器１
６を介して並列に接続されて各コイル２□及びｌｂｌか
ら生じる磁束が前記磁歪円筒体５上で逆方向となるよう
に供給される。
一方、検出コイル’＠２＋ ’ｂＺは、第５図に示す
ように、操舵力が零の時に、互いの出力が打消されるよ
うに、直列接続されて交流増幅器１７の入力側に接続さ
れ、この交流増幅器１７の出力側が前記電流増幅器１６
の出力電圧が同期信号として供給された同期検波回路１
８に接続され、その出力側が直流増幅器１９に接続され
、この直流増幅器１９からトルク値（操舵力）に応じた
検出信号が出力される。ここで、同期検波回路１８は、
交流増幅器１７から出力される交流電圧を電流増幅器１
６からの電圧を基準信号として位相検波し、その検波出
力を平滑化してアナログ直流電圧値に変換するように構
成されている。
ように、操舵力が零の時に、互いの出力が打消されるよ
うに、直列接続されて交流増幅器１７の入力側に接続さ
れ、この交流増幅器１７の出力側が前記電流増幅器１６
の出力電圧が同期信号として供給された同期検波回路１
８に接続され、その出力側が直流増幅器１９に接続され
、この直流増幅器１９からトルク値（操舵力）に応じた
検出信号が出力される。ここで、同期検波回路１８は、
交流増幅器１７から出力される交流電圧を電流増幅器１
６からの電圧を基準信号として位相検波し、その検波出
力を平滑化してアナログ直流電圧値に変換するように構
成されている。
なお、ステアリングコラムチューブ１４は、前記ベアリ
ング１２．１３と図示しないステアリングシャフト１の
両一部に通常配設されている軸受とによって検出部にお
ける入力軸２及び出力軸３との並行度が確保されている
。
ング１２．１３と図示しないステアリングシャフト１の
両一部に通常配設されている軸受とによって検出部にお
ける入力軸２及び出力軸３との並行度が確保されている
。
次に作用について説明する。今、ステアリングシャフト
１に連結されたステアリングホイール（図示せず）を回
動させて操舵を行い入力軸２及び出力軸３間に比較的小
さな（例えば１ ｋｇｍ以下）トルクを作用させたもの
とすると、この状態では、入力軸２及び出力軸３間に介
装されたストッパ機構４が作動せず、入力軸２に伝達さ
れたトルクは、リング部材６−磁歪円筒体５−リング部
材７の突起７ｂ−弾性体８−出力軸３の突起３ａを経て
出力軸３に伝達される。このとき、入力軸２及び出力軸
３間に生じる相対的捩れ角は、上記トルク伝達経路内の
弾性体８の弾性係数により定まり、弾性体８の材質又は
構造を選択することにより、所定の操舵カー相対的捩れ
角変位特性を得ることができる。したがって、弾性体８
の弾性係数によって感度を調整することができる。
１に連結されたステアリングホイール（図示せず）を回
動させて操舵を行い入力軸２及び出力軸３間に比較的小
さな（例えば１ ｋｇｍ以下）トルクを作用させたもの
とすると、この状態では、入力軸２及び出力軸３間に介
装されたストッパ機構４が作動せず、入力軸２に伝達さ
れたトルクは、リング部材６−磁歪円筒体５−リング部
材７の突起７ｂ−弾性体８−出力軸３の突起３ａを経て
出力軸３に伝達される。このとき、入力軸２及び出力軸
３間に生じる相対的捩れ角は、上記トルク伝達経路内の
弾性体８の弾性係数により定まり、弾性体８の材質又は
構造を選択することにより、所定の操舵カー相対的捩れ
角変位特性を得ることができる。したがって、弾性体８
の弾性係数によって感度を調整することができる。
また、入力軸２及び出力軸３間に所定値以上のトルクが
作用すると、ストッパ機構４が作動状態となり、人力軸
２に伝達されるトルクは、ストッパ機構４の偏平突起２
ａ及び凹部３ａを経て出力軸３に伝達されることになる
。したがって、磁歪円筒体５には、最大でｌ ｋｇｍの
トルクが作用することになり、過大なトルクが印加され
て磁歪円筒体５に残留ひずみが生しることを防止するこ
とができる。
作用すると、ストッパ機構４が作動状態となり、人力軸
２に伝達されるトルクは、ストッパ機構４の偏平突起２
ａ及び凹部３ａを経て出力軸３に伝達されることになる
。したがって、磁歪円筒体５には、最大でｌ ｋｇｍの
トルクが作用することになり、過大なトルクが印加され
て磁歪円筒体５に残留ひずみが生しることを防止するこ
とができる。
そして、ステアリングホイールの操舵による入力軸２及
び出力軸３間に相対変位により、磁歪円筒体５に捩れ力
が作用すると、この磁歪円筒体５には、軸線に対して＋
４５°傾斜するスリット又は溝でなる磁気的異方性部位
５ａと、−４５°傾斜するスリット又は溝でなる磁気的
異方性部位５ｂとが形成され、これらの長手方向に対し
て磁気的感度を持たせているので、トルク印加方向の判
別及び印加トルクの大きさの検出を行うことができる。
び出力軸３間に相対変位により、磁歪円筒体５に捩れ力
が作用すると、この磁歪円筒体５には、軸線に対して＋
４５°傾斜するスリット又は溝でなる磁気的異方性部位
５ａと、−４５°傾斜するスリット又は溝でなる磁気的
異方性部位５ｂとが形成され、これらの長手方向に対し
て磁気的感度を持たせているので、トルク印加方向の判
別及び印加トルクの大きさの検出を行うことができる。
すなわち、磁歪円筒体５にトルクが作用した場合には、
その外表面上で、軸線方向に対して例えば＋４５°の方
向に引張応力が作用すると共に、−４５°の方向に圧縮
応力が作用することになる。
その外表面上で、軸線方向に対して例えば＋４５°の方
向に引張応力が作用すると共に、−４５°の方向に圧縮
応力が作用することになる。
このため、引張応力が作用した側が逆磁歪効果による透
磁率の増加があるものとすれば、逆に圧縮側においては
透磁率の減少が生じる。
磁率の増加があるものとすれば、逆に圧縮側においては
透磁率の減少が生じる。
したがって、磁気的異方性部位５ａ及び５ｂが、夫々磁
気的検出手段９に対向する位置で＋４５゜及び−４５°
の２方向に異方性を有するように配置されているため、
磁気的検出手段９を構成する例えば一方の検出コイル１
１□側の誘導起電力が増加する場合には、他方の検出コ
イルｌｂ□側の誘導起電力が減少するという差動的動作
を行うことになる。そして、検出コイル１ｍＺ及びｌｂ
□が直列に接続されているので、各々の誘導起電力の大
小により、印加される操舵力の方向及び大きさを判別す
ることができる。
気的検出手段９に対向する位置で＋４５゜及び−４５°
の２方向に異方性を有するように配置されているため、
磁気的検出手段９を構成する例えば一方の検出コイル１
１□側の誘導起電力が増加する場合には、他方の検出コ
イルｌｂ□側の誘導起電力が減少するという差動的動作
を行うことになる。そして、検出コイル１ｍＺ及びｌｂ
□が直列に接続されているので、各々の誘導起電力の大
小により、印加される操舵力の方向及び大きさを判別す
ることができる。
このように、磁歪円筒体５の捩り方向に応じて各検出コ
イル１ｍｇ及びｌｂ２の誘導起電力に差が生じるのでそ
の差分の交流電力を交流増幅器１７で増幅し、その増幅
出力を同期検波回路１８で電流増幅器１６の出力電圧を
基準信号として検波し、その検波出力を平滑化して直流
信号に変換し、その直流信号を直流増幅器１９で増幅す
ることにより、この直流、増幅器１９から第６図に示す
ような所定電圧Ｖ０を零点とし、磁歪゛円筒体５に伝達
されるトルクに対応した直流電圧−を得ることができ、
これが操舵力検出値として出力される。
イル１ｍｇ及びｌｂ２の誘導起電力に差が生じるのでそ
の差分の交流電力を交流増幅器１７で増幅し、その増幅
出力を同期検波回路１８で電流増幅器１６の出力電圧を
基準信号として検波し、その検波出力を平滑化して直流
信号に変換し、その直流信号を直流増幅器１９で増幅す
ることにより、この直流、増幅器１９から第６図に示す
ような所定電圧Ｖ０を零点とし、磁歪゛円筒体５に伝達
されるトルクに対応した直流電圧−を得ることができ、
これが操舵力検出値として出力される。
なお、上記実施例においては、磁歪円筒体５に伝達され
るトルクの方向を、検出コイルＥａｔ及び（ｌｂｚを直
列に接続して、両者の誘導起電力を合成した交流信号を
位相検波することにより検出する場合について説明した
が、これに限定されるものでは入＜、各検出コイル！、
２及びｌｂ２の出力を夫々整流した後、差動増幅す′る
ことによっても、上記実施例と同様の作用を得ることが
できる。
るトルクの方向を、検出コイルＥａｔ及び（ｌｂｚを直
列に接続して、両者の誘導起電力を合成した交流信号を
位相検波することにより検出する場合について説明した
が、これに限定されるものでは入＜、各検出コイル！、
２及びｌｂ２の出力を夫々整流した後、差動増幅す′る
ことによっても、上記実施例と同様の作用を得ることが
できる。
また、上記実施例においては、磁歪筒体５の一端を人力
軸２側に固定し、他端を出力軸３に弾性体８を介して出
力軸３に連結した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、磁歪筒体の一端を出力軸３側に一
固定し、他端を入力軸２に弾性体を介して連結するか或
いは入力軸２及び出力軸３の双方に二弾性体を介して連
結するようにしてもよい。
軸２側に固定し、他端を出力軸３に弾性体８を介して出
力軸３に連結した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、磁歪筒体の一端を出力軸３側に一
固定し、他端を入力軸２に弾性体を介して連結するか或
いは入力軸２及び出力軸３の双方に二弾性体を介して連
結するようにしてもよい。
以上説明したように、この発明によれば、ステアリング
シャフトを入力軸及び出力軸に２分割し、それら間にス
トッパ機構を介装すると共に、入力軸及び出力軸間に弾
性体を介して磁歪円筒体を配設し、この磁歪円筒体の外
周面にその軸線、と所定角度傾斜するスリット又は溝等
でなる磁気的異方性構造部位を設け、さらに、磁気的異
方性部位と対向する位置にその磁気的特性の変化を検出
する検出手段を配設した構成としたため、磁歪筒体に不
必要な過大トルクが作用することを防止して誘導磁気異
方性（残□留ひずみ）による零点のずれ等を防止し且つ
磁歪感度と機械的強度との相反する要求を満足させるこ
とができ、これと同時に磁歪円筒体を使用するので、感
度を向上できると共に、これに形状異方性を持たせてい
るので、電磁的検出手段を磁歪円筒体の外周に配した検
出コイルとすることができ、磁歪円筒体に偏心、撓み等
が生じた場合においても、これを磁歪円筒体の外周に沿
って平均化する形で磁気特性を検出することができるの
で、その影響を少なくすることができ、信顧性が高く且
つ高精度の操舵力検出器を提供することができるという
効果が得られる。
シャフトを入力軸及び出力軸に２分割し、それら間にス
トッパ機構を介装すると共に、入力軸及び出力軸間に弾
性体を介して磁歪円筒体を配設し、この磁歪円筒体の外
周面にその軸線、と所定角度傾斜するスリット又は溝等
でなる磁気的異方性構造部位を設け、さらに、磁気的異
方性部位と対向する位置にその磁気的特性の変化を検出
する検出手段を配設した構成としたため、磁歪筒体に不
必要な過大トルクが作用することを防止して誘導磁気異
方性（残□留ひずみ）による零点のずれ等を防止し且つ
磁歪感度と機械的強度との相反する要求を満足させるこ
とができ、これと同時に磁歪円筒体を使用するので、感
度を向上できると共に、これに形状異方性を持たせてい
るので、電磁的検出手段を磁歪円筒体の外周に配した検
出コイルとすることができ、磁歪円筒体に偏心、撓み等
が生じた場合においても、これを磁歪円筒体の外周に沿
って平均化する形で磁気特性を検出することができるの
で、その影響を少なくすることができ、信顧性が高く且
つ高精度の操舵力検出器を提供することができるという
効果が得られる。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図及び
第３図は夫々第１図のＡ−Ａ線上及びＢ−Ｂ線上の断面
図、第４図（ａｌ、 （ｂｌ、 （Ｃ）及び（ｄｌは夫
々この発明に適用し得る磁歪円筒体の正面図、縦断面図
、展開図及び磁気的異方性部位の他の例を示す縦断面図
、第５図はこの発明に適用し得る操舵力検出回路の一例
を示す回路図、第６図は操舵力検出回路の出力電圧とト
ルクとの関係を示す特性曲線図、第７図は従来例を示す
斜視図である。 ■・・・・・・ステアリングシャフト、２・・・・・・
入力軸、３・・・・・・出力軸、４・・・・・・ストッ
パ機構、５・・・・・・磁歪円筒体、８・・・・・・Ｃ
字状弾性体、９ａ、９ｂ・・・・・・磁気的検出手段、
’ａｌ＋ １２ｂ＋・・・・・・励磁コイル、１１２
゜βｂ□・・・・・・検出コイル、１５・・・・・・正
弦波発振器、１６・・・・・・電流増幅器、１７・・・
・・・交流増幅器、１８・・・・・・同期検波回路、１
９・・・・・・直流増幅回路。
第３図は夫々第１図のＡ−Ａ線上及びＢ−Ｂ線上の断面
図、第４図（ａｌ、 （ｂｌ、 （Ｃ）及び（ｄｌは夫
々この発明に適用し得る磁歪円筒体の正面図、縦断面図
、展開図及び磁気的異方性部位の他の例を示す縦断面図
、第５図はこの発明に適用し得る操舵力検出回路の一例
を示す回路図、第６図は操舵力検出回路の出力電圧とト
ルクとの関係を示す特性曲線図、第７図は従来例を示す
斜視図である。 ■・・・・・・ステアリングシャフト、２・・・・・・
入力軸、３・・・・・・出力軸、４・・・・・・ストッ
パ機構、５・・・・・・磁歪円筒体、８・・・・・・Ｃ
字状弾性体、９ａ、９ｂ・・・・・・磁気的検出手段、
’ａｌ＋ １２ｂ＋・・・・・・励磁コイル、１１２
゜βｂ□・・・・・・検出コイル、１５・・・・・・正
弦波発振器、１６・・・・・・電流増幅器、１７・・・
・・・交流増幅器、１８・・・・・・同期検波回路、１
９・・・・・・直流増幅回路。
Claims (1)
- 所定の捩れ角を越えると作用するストッパ機構を介して
入力軸及び出力軸に分割されたステアリングシャフトと
、該ステアリングシャフトの外側に同心的に配置されて
いると共に、前記入力軸及び出力軸間に弾性部材を介し
て連結され且つ外周に沿って軸線と所定角度をもって傾
斜する複数のスリット又は溝等からなる磁気的異方性構
造部位を有する磁歪円筒体と、該磁歪円筒体の磁気的異
方性部位に対向して配設され且つ前記入力側及び出力側
間の伝達トルクに応じた磁気的異方性部位の磁気的特性
の変化を検出する磁気的検出手段とを備えることを特徴
とする操舵力検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25852484A JPS61137036A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 操舵力検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25852484A JPS61137036A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 操舵力検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61137036A true JPS61137036A (ja) | 1986-06-24 |
| JPH0471451B2 JPH0471451B2 (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=17321405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25852484A Granted JPS61137036A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 操舵力検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61137036A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6382331A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-13 | Nissan Motor Co Ltd | 操舵装置のトルク検出装置 |
| EP0285259A2 (en) * | 1987-02-27 | 1988-10-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Magnetostrictive torque sensor |
| EP0285260A2 (en) * | 1987-02-27 | 1988-10-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Magnetostrictive torque sensor |
| JPH02195221A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-01 | Koyo Seiko Co Ltd | トルクセンサ |
| JPH0545240A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-02-23 | Kubota Corp | 磁歪式トルクセンサの過負荷防止装置 |
| JP2011012988A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Yamaha Motor Co Ltd | トルク伝達装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5039990A (ja) * | 1973-08-14 | 1975-04-12 | ||
| JPS5035743U (ja) * | 1973-07-27 | 1975-04-15 | ||
| JPS5946527A (ja) * | 1982-09-08 | 1984-03-15 | Nissan Motor Co Ltd | トルク検出装置 |
| JPS5977326A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-02 | Nissan Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ |
| JPS59102129A (ja) * | 1982-12-03 | 1984-06-13 | Nissan Motor Co Ltd | トルク検出装置 |
| JPS59123856A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電子写真装置における現像液の乾燥方法 |
| JPS59117932U (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-09 | 日産自動車株式会社 | トルク検出装置 |
| JPS59166827A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Kosuke Harada | 差動方式による磁気ひずみ形トルクセンサ |
-
1984
- 1984-12-07 JP JP25852484A patent/JPS61137036A/ja active Granted
Patent Citations (8)
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| EP0285259A2 (en) * | 1987-02-27 | 1988-10-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Magnetostrictive torque sensor |
| EP0285260A2 (en) * | 1987-02-27 | 1988-10-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Magnetostrictive torque sensor |
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| JP2011012988A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Yamaha Motor Co Ltd | トルク伝達装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0471451B2 (ja) | 1992-11-13 |
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