JPS61142435A - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
- Publication number
- JPS61142435A JPS61142435A JP26509284A JP26509284A JPS61142435A JP S61142435 A JPS61142435 A JP S61142435A JP 26509284 A JP26509284 A JP 26509284A JP 26509284 A JP26509284 A JP 26509284A JP S61142435 A JPS61142435 A JP S61142435A
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- JP
- Japan
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- magnetic
- torque
- leg
- winding
- legs
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- 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
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Classifications
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (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】
（３−１） 産業上の利用分野
本発明は動力伝達用の回転軸等に加わるトルクを検出す
ための検出装置に係るものであり特に自動車等車両のエ
ンジンの出力トルクを検出し、または変速機の出力トル
クを検出する際に便利に用いられるトルク検出装置に関
する。
ための検出装置に係るものであり特に自動車等車両のエ
ンジンの出力トルクを検出し、または変速機の出力トル
クを検出する際に便利に用いられるトルク検出装置に関
する。
（３−２） 従来の技術
最近自動車めエンジン等の原動機にコンピュータを搭載
し、負荷の変化、燃料の組成の変化、空気の温度、比重
量の変化等の外的な変化に即応して運転条件を自動的に
調節し、円滑な運転とエネルギー節約を図ろうとするい
ろいろな試みがなされており、すでに相応の成果が挙げ
られている。
し、負荷の変化、燃料の組成の変化、空気の温度、比重
量の変化等の外的な変化に即応して運転条件を自動的に
調節し、円滑な運転とエネルギー節約を図ろうとするい
ろいろな試みがなされており、すでに相応の成果が挙げ
られている。
しかしながら車両に搭載する小形の原動機等にあっては
、動力伝達用の軸のトルクを検出測定する小形でしかも
軽量なトルク検出装置が得られなかったために、負荷の
変動の測定が充分でなく、したがってまた外的条件の変
化に伴なう運転の調整も必ずしも満足のできるものでは
なかった。
、動力伝達用の軸のトルクを検出測定する小形でしかも
軽量なトルク検出装置が得られなかったために、負荷の
変動の測定が充分でなく、したがってまた外的条件の変
化に伴なう運転の調整も必ずしも満足のできるものでは
なかった。
従来またこのトルク検出装置の欠点を補う目的でトルク
伝達軸が磁性体である場合はその軸に生ずる主応力によ
って透磁率に変化が生ずることを利用したトルク検出装
置が開発されている（たとえば特開昭５９−４３３２３
号または特開昭５９−４６５２７号）。
伝達軸が磁性体である場合はその軸に生ずる主応力によ
って透磁率に変化が生ずることを利用したトルク検出装
置が開発されている（たとえば特開昭５９−４３３２３
号または特開昭５９−４６５２７号）。
これらのものは第４図および第５図（いずれも（イ）は
平面図、（ロ）は（イ）図におけるローロ断面を矢印方
向にみた断面図を含む正面図である。）に示されるよう
な構造を有している。すなわち両図において、トルク検
出装置１は３本または４本の磁性体製２をトルク伝達軸
１１の表面に近接して設け、各脚２をＴ字状（３木の場
合、第４図参照）またはＸ字状（４本の場合、第５図参
照）の磁性体３で一体的に結合し、各脚２には巻線４を
巻回し、その１つの脚の巻線４を電源に接続し他の１対
の巻線４を直列に接続した後電流計測器に接続しく３本
の場合、第４＠参照）または対角線上にある１対の脚の
巻線４を電源に接続し、他の１対の巻線４を直列に接続
した後、（４本の場合、第５図参照）電流計測器に接続
して成っている。
平面図、（ロ）は（イ）図におけるローロ断面を矢印方
向にみた断面図を含む正面図である。）に示されるよう
な構造を有している。すなわち両図において、トルク検
出装置１は３本または４本の磁性体製２をトルク伝達軸
１１の表面に近接して設け、各脚２をＴ字状（３木の場
合、第４図参照）またはＸ字状（４本の場合、第５図参
照）の磁性体３で一体的に結合し、各脚２には巻線４を
巻回し、その１つの脚の巻線４を電源に接続し他の１対
の巻線４を直列に接続した後電流計測器に接続しく３本
の場合、第４＠参照）または対角線上にある１対の脚の
巻線４を電源に接続し、他の１対の巻線４を直列に接続
した後、（４本の場合、第５図参照）電流計測器に接続
して成っている。
第６図はその測定原理を示したものである。すなわちト
ルク伝達軸１１にトルクが作用した場合には、軸１１に
は図示するように引張り応力σと圧縮応力−σが作用す
る。軸１１が磁性体であるときは、引張り応力σが作用
している方向はたとえば透磁率が増加し、圧縮応力−σ
が作用している方向は透磁率が減少する。なお応力と透
磁率変化の関係は使われる磁性材料により異なる。
ルク伝達軸１１にトルクが作用した場合には、軸１１に
は図示するように引張り応力σと圧縮応力−σが作用す
る。軸１１が磁性体であるときは、引張り応力σが作用
している方向はたとえば透磁率が増加し、圧縮応力−σ
が作用している方向は透磁率が減少する。なお応力と透
磁率変化の関係は使われる磁性材料により異なる。
また前記トルク検出装置においては、電流計測器に接続
されている巻線を有する脚（検出脚）と、軸１１と、電
源に接続されている巻線を有する脚（励磁脚）と、脚を
連結する磁性体３とによって２個または２組の閉磁路が
形成されている。この２個または２組の閉磁路は軸１１
にトルクが作用していないときには、その透磁率が全く
同一であるため、電流計測器には電流が流れない、しか
しながら軸１１にトルクが作用すれば２個または２組の
閉磁路はその透磁率が異るため電流計測器に電流が流れ
、その大きさはトルクの大きさに対して規則正しく変化
するのでトルクを測定することができる。
されている巻線を有する脚（検出脚）と、軸１１と、電
源に接続されている巻線を有する脚（励磁脚）と、脚を
連結する磁性体３とによって２個または２組の閉磁路が
形成されている。この２個または２組の閉磁路は軸１１
にトルクが作用していないときには、その透磁率が全く
同一であるため、電流計測器には電流が流れない、しか
しながら軸１１にトルクが作用すれば２個または２組の
閉磁路はその透磁率が異るため電流計測器に電流が流れ
、その大きさはトルクの大きさに対して規則正しく変化
するのでトルクを測定することができる。
以上述べたトルク検出装置はトルク伝達軸と非接触であ
るため１部品の摩耗、振動による精度の低下の心配がな
く、また小形軽量で精度が高いため、車両等に搭載して
便利に使用することができるが、一方法のような欠点も
あった。
るため１部品の摩耗、振動による精度の低下の心配がな
く、また小形軽量で精度が高いため、車両等に搭載して
便利に使用することができるが、一方法のような欠点も
あった。
すなわち４本脚の場合は構造が複雑であり、また３本脚
、４本脚のものの共通な欠点としては、検出脚２、連句
用磁性体３の磁気性能のバラツキなどのため、トルク伝
達軸１１にトルクが作用していないときにも、検出脚の
巻線から取出される電圧（オフセット電圧という、）が
Ｏにならず、そのための誤差を防止するための調整を行
う必要があった。
、４本脚のものの共通な欠点としては、検出脚２、連句
用磁性体３の磁気性能のバラツキなどのため、トルク伝
達軸１１にトルクが作用していないときにも、検出脚の
巻線から取出される電圧（オフセット電圧という、）が
Ｏにならず、そのための誤差を防止するための調整を行
う必要があった。
（３−３） 発明が解決しようとする問題点本発明は
以上述べた従来のトルク検出装置の欠点を解消し、小型
軽量でしかも精度がよく、オフセット電圧の調整の容易
なトルク検出装置を提供しようとするものである。
以上述べた従来のトルク検出装置の欠点を解消し、小型
軽量でしかも精度がよく、オフセット電圧の調整の容易
なトルク検出装置を提供しようとするものである。
（３−０問題を解決するための手段およびその作用
本発明は前記したオフセット電圧の調整は、閉磁路を形
成する各脚を連結する磁性体の透磁率が大きいほど容易
である点に着眼し、構造の簡単な３本脚の方式を採用し
、前記磁性体を直角二等辺三角形の板状とし、その頂点
付近に３本の柱状の磁性体製を立設′し、直角衛挟頂点
に位置する脚の巻線を電流計測器に接続し、他の１対の
脚の巻線を各巻線によって生ずる磁束が相加わるように
接続することによって前記した問題点を解決しているの
である。
成する各脚を連結する磁性体の透磁率が大きいほど容易
である点に着眼し、構造の簡単な３本脚の方式を採用し
、前記磁性体を直角二等辺三角形の板状とし、その頂点
付近に３本の柱状の磁性体製を立設′し、直角衛挟頂点
に位置する脚の巻線を電流計測器に接続し、他の１対の
脚の巻線を各巻線によって生ずる磁束が相加わるように
接続することによって前記した問題点を解決しているの
である。
以下実施例の図面に基いて本発明の構成等について説明
する。第１図は本発明に係るトルク検出装置を例示した
図で（イ）は平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は右側図
面である。また第２図はその要部を示した斜視図である
。両図において、トルク検出装置ｌは略直角二等辺三角
形状のフェライト磁性体板３と、このフェライト磁性体
板３の各頂点付近に一体的に立設された３本のフェライ
ト磁性体製の脚２Ａ、２Ｂ、２Ｃとから成るテーブル状
磁性体５と、各脚に巻回された巻線４Ａ、４Ｂ、４Ｃと
から成っており、直角を挟む頂点付近の脚２Ａ（検出脚
）の巻線４Ａは電流計測器に接続されており、他の１対
の脚２Ｂ、２Ｃ（励磁側）の巻線４Ｂ、４Ｃは各巻線に
よって生ずる磁束が相加わるように接続された上で電源
に接続されている。各脚２Ａ、２Ｂ、２Ｃの先端は軸１
１の外表面の曲率半径とほぼ同一の曲率半径を有する曲
面となっており、またトルク検出装置はその各脚の先端
が軸１１の外側面と微少間隙を隔てて対向し、また前記
他の１対の脚２Ｂ、２Ｃの中心軸を含む平面が、軸１１
の軸心と直交するように設置されている。
する。第１図は本発明に係るトルク検出装置を例示した
図で（イ）は平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は右側図
面である。また第２図はその要部を示した斜視図である
。両図において、トルク検出装置ｌは略直角二等辺三角
形状のフェライト磁性体板３と、このフェライト磁性体
板３の各頂点付近に一体的に立設された３本のフェライ
ト磁性体製の脚２Ａ、２Ｂ、２Ｃとから成るテーブル状
磁性体５と、各脚に巻回された巻線４Ａ、４Ｂ、４Ｃと
から成っており、直角を挟む頂点付近の脚２Ａ（検出脚
）の巻線４Ａは電流計測器に接続されており、他の１対
の脚２Ｂ、２Ｃ（励磁側）の巻線４Ｂ、４Ｃは各巻線に
よって生ずる磁束が相加わるように接続された上で電源
に接続されている。各脚２Ａ、２Ｂ、２Ｃの先端は軸１
１の外表面の曲率半径とほぼ同一の曲率半径を有する曲
面となっており、またトルク検出装置はその各脚の先端
が軸１１の外側面と微少間隙を隔てて対向し、また前記
他の１対の脚２Ｂ、２Ｃの中心軸を含む平面が、軸１１
の軸心と直交するように設置されている。
第３図は本トルク検出装置の等価回路である。第２図と
第３図に示すように、端子６Ｂ、６Ｃ間に電源が接続さ
れれば、励磁側２Ｂ−軸１１−検出脚２Ａ−磁性体板３
という閉磁路中に磁束φｙが流れ励磁側２Ｃ１−磁性体
板３−検出脚２Ａ−軸１１という閉磁路中に磁束φ×が
流れる０巻線４Ｂと４０の配線はそれによって生ずる磁
束が相加わるようになっているから（第２図φ２参照）
、脚２Ａを通過する磁束φ×とφソはその方向が反対で
ある。いま軸１１にはトルクが作用せずしたがって軸１
１に応力が発生していないときには前記２つの閉磁路の
透磁率は全く同一の価であり、磁束φ８とφｙとは絶対
値が同一で方向が反対であるから巻線４Ａ間には起電力
ＶＣが発生せず、端子６Ａ間の電圧Ｖｏは０となる。
第３図に示すように、端子６Ｂ、６Ｃ間に電源が接続さ
れれば、励磁側２Ｂ−軸１１−検出脚２Ａ−磁性体板３
という閉磁路中に磁束φｙが流れ励磁側２Ｃ１−磁性体
板３−検出脚２Ａ−軸１１という閉磁路中に磁束φ×が
流れる０巻線４Ｂと４０の配線はそれによって生ずる磁
束が相加わるようになっているから（第２図φ２参照）
、脚２Ａを通過する磁束φ×とφソはその方向が反対で
ある。いま軸１１にはトルクが作用せずしたがって軸１
１に応力が発生していないときには前記２つの閉磁路の
透磁率は全く同一の価であり、磁束φ８とφｙとは絶対
値が同一で方向が反対であるから巻線４Ａ間には起電力
ＶＣが発生せず、端子６Ａ間の電圧Ｖｏは０となる。
また軸１１にトルクが作用すれば第６図に示すように軸
１１に互いに直交する引張り応力σおよび圧縮応力−σ
が生じ、この部分の透磁率に変化が生ずる。したがって
磁束φ８とφｙとの絶対値に差が生じ、ＶＯはＯでなく
なり、端子６Ａ間に接続した電流計測器によってトルク
の大きさを測定することができる。
１１に互いに直交する引張り応力σおよび圧縮応力−σ
が生じ、この部分の透磁率に変化が生ずる。したがって
磁束φ８とφｙとの絶対値に差が生じ、ＶＯはＯでなく
なり、端子６Ａ間に接続した電流計測器によってトルク
の大きさを測定することができる。
（３−５） 発明の効果
本発明はトルクの伝達軸に生じた応力によってその透磁
率が変化するいわゆる磁歪現象を利用し、トルクの伝達
軸の外側にトルク検出装置を軸と非接触に設置すること
によって、トルク検出を可能としたものであり、次に示
すようなすぐれた効果を有するものである。
率が変化するいわゆる磁歪現象を利用し、トルクの伝達
軸の外側にトルク検出装置を軸と非接触に設置すること
によって、トルク検出を可能としたものであり、次に示
すようなすぐれた効果を有するものである。
（１）小形でかつ軽量のトルク検出装置が得られるので
、自動車等車両の各部に取付け、そのデータをコンピュ
ータに入力することによって車両の原動機の自動的な運
転調整、エネルギー節約を行なうことができる。
、自動車等車両の各部に取付け、そのデータをコンピュ
ータに入力することによって車両の原動機の自動的な運
転調整、エネルギー節約を行なうことができる。
（２）車両の原動４１以外の原動機にも便利に使用する
ことができる。
ことができる。
（３）フェライト磁性体の製造の際に生ずる磁気特性の
バラツキによるオフセット電圧の調整も容易にｉテうこ
とができ、検出性能を向上することができる。
バラツキによるオフセット電圧の調整も容易にｉテうこ
とができ、検出性能を向上することができる。
第１図は本発明に係るトルク検出装置を例示した図面で
（イ）は平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は右側面図、
第２図はその要部を示した斜視図、第３図は等価回路を
示した図、第４図、第５図は従来開発されているトルク
検出装置の構造を示した図でいずれも（イ）は平面図、
（ロ）は（イ）図におけるローロ断面を矢印方向にみた
断面図を含む正面図、第６図はその測定原理を示した図
である。 ｌ・・・・・・トルク検出装置 ２．２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・・・・脚 ３・・・・・・磁性体（磁性体板） ４．４Ａ、４Ｂ、４Ｃ・・・・・・巻線５・・・・・・
テーブル状磁性体 ６．６Ａ、６Ｂ、６Ｃ・・・・・・端子１１・・・・・
・トルク伝達軸 特許出願人 ティーディーケイ株式会社ほか １
名 代 理 人 弁理士 塚本大三部 １１１図 第２図 ｊＢ３図
（イ）は平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は右側面図、
第２図はその要部を示した斜視図、第３図は等価回路を
示した図、第４図、第５図は従来開発されているトルク
検出装置の構造を示した図でいずれも（イ）は平面図、
（ロ）は（イ）図におけるローロ断面を矢印方向にみた
断面図を含む正面図、第６図はその測定原理を示した図
である。 ｌ・・・・・・トルク検出装置 ２．２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・・・・・・脚 ３・・・・・・磁性体（磁性体板） ４．４Ａ、４Ｂ、４Ｃ・・・・・・巻線５・・・・・・
テーブル状磁性体 ６．６Ａ、６Ｂ、６Ｃ・・・・・・端子１１・・・・・
・トルク伝達軸 特許出願人 ティーディーケイ株式会社ほか １
名 代 理 人 弁理士 塚本大三部 １１１図 第２図 ｊＢ３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 略直角二等辺三角形の磁性体の板の頂点付 近に３本の柱状の磁性体の脚を立設し、各脚に巻線を巻
回し、直角を挟む頂点に位置する脚の巻線を電流計測器
に接続し他の１対の脚の巻線を各巻線によって生ずる磁
束が相加わるように接続しかつ電源に接続して成り、磁
性体から成る回転軸の外側に各脚の先端を所定の間隙を
隔てて近接せしめかつ前記他の１対の脚の中心線を含む
平面が前記回転軸の軸心に直交するように設置したこと
を特徴とするトルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26509284A JPS61142435A (ja) | 1984-12-15 | 1984-12-15 | トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26509284A JPS61142435A (ja) | 1984-12-15 | 1984-12-15 | トルク検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61142435A true JPS61142435A (ja) | 1986-06-30 |
Family
ID=17412485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26509284A Pending JPS61142435A (ja) | 1984-12-15 | 1984-12-15 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61142435A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112805546A (zh) * | 2018-08-15 | 2021-05-14 | 法雷奥开关和传感器有限责任公司 | 扭矩传感器设备、确定扭矩的方法、定子和定子装置 |
-
1984
- 1984-12-15 JP JP26509284A patent/JPS61142435A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112805546A (zh) * | 2018-08-15 | 2021-05-14 | 法雷奥开关和传感器有限责任公司 | 扭矩传感器设备、确定扭矩的方法、定子和定子装置 |
| CN112805546B (zh) * | 2018-08-15 | 2022-10-04 | 法雷奥开关和传感器有限责任公司 | 扭矩传感器设备、确定扭矩的方法、定子和定子装置 |
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