JPS61173128A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
- Publication number
- JPS61173128A JPS61173128A JP60013684A JP1368485A JPS61173128A JP S61173128 A JPS61173128 A JP S61173128A JP 60013684 A JP60013684 A JP 60013684A JP 1368485 A JP1368485 A JP 1368485A JP S61173128 A JPS61173128 A JP S61173128A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- amorphous alloy
- torque transmission
- shaft
- transmission shaft
- 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
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)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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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
本発明は、各種回転動力伝達機器において伝達されるト
ルク量を検出する磁気式のトルクセンサに関するもので
ある。
ルク量を検出する磁気式のトルクセンサに関するもので
ある。
従来の技術
従来よりアモルファス合金の磁歪効果を用いトルクを検
出するトルクセンサが提案されている。
出するトルクセンサが提案されている。
（例えば特開昭５９−６１７３１号公報、同５９−１６
４９３１号公報等）この方法は、アモルファス合金が磁
気的に均一で、応力による歪が磁気効果によってアモル
ファス合金の磁性を決定する大きな要因となるため、感
度が高い特徴を持っている。しかも磁性の変化、特に透
磁率の変化を検出するため、トルク伝達軸に非接触でト
ルク検出ができる特徴もある。アモルファス合金として
は、予め超急冷法によシ作成された数１０μの厚さのア
モルファス合金薄帯をトルク伝達軸にはりつけ固定する
ものであった。
４９３１号公報等）この方法は、アモルファス合金が磁
気的に均一で、応力による歪が磁気効果によってアモル
ファス合金の磁性を決定する大きな要因となるため、感
度が高い特徴を持っている。しかも磁性の変化、特に透
磁率の変化を検出するため、トルク伝達軸に非接触でト
ルク検出ができる特徴もある。アモルファス合金として
は、予め超急冷法によシ作成された数１０μの厚さのア
モルファス合金薄帯をトルク伝達軸にはりつけ固定する
ものであった。
発明が解決しようとする問題点
アモルファス合金は化学的に安定でありそのためアモル
ファス合金を伝達軸表面に固定するため接着剤を用いる
のは難しい。また機械的に固定する方法もあるが、アモ
ルファス合金の厚みが数１０μと薄くそのため確実に固
定する事も極度の困難を伴う。さらにアモルファス合金
とトルク伝達軸とをはんだ等を用いて合金層を介して固
定する方法もあるが、この場合には熱膨張係数を使用温
度範囲で同一にする事が事実上不可能で温度特性が悪く
なる。
ファス合金を伝達軸表面に固定するため接着剤を用いる
のは難しい。また機械的に固定する方法もあるが、アモ
ルファス合金の厚みが数１０μと薄くそのため確実に固
定する事も極度の困難を伴う。さらにアモルファス合金
とトルク伝達軸とをはんだ等を用いて合金層を介して固
定する方法もあるが、この場合には熱膨張係数を使用温
度範囲で同一にする事が事実上不可能で温度特性が悪く
なる。
以上のように、アモルファス合金をトルク伝達軸に固定
する方法は、アモルファス合金薄帯の固定が困難である
ため実用化が難しく、さらにアモルファス合金とトルク
伝達軸の膨張係数を同一にする事ができないため、温度
による特性の変化が甚しかった。
する方法は、アモルファス合金薄帯の固定が困難である
ため実用化が難しく、さらにアモルファス合金とトルク
伝達軸の膨張係数を同一にする事ができないため、温度
による特性の変化が甚しかった。
問題点を解決するための手段
本発明においては、アモルファス合金層の形成を、予め
作製したアモルファス薄帯により行なうのではなく、ト
ルク伝達軸表面の一部を局所的に加熱急冷する事により
アモルファス層を作製する。
作製したアモルファス薄帯により行なうのではなく、ト
ルク伝達軸表面の一部を局所的に加熱急冷する事により
アモルファス層を作製する。
作 用
同−組成の合金をトルク軸としその表面のみを局所加熱
急冷してアモルファス合金層を形成すれば、アモルファ
ス合金の固定の問題は直ちに解決され、さらに温度にお
ける熱膨張係数の不一致も、トルク軸とアモルファス合
金とが同一組成であるためほぼ実用的には無視できる様
になる。
急冷してアモルファス合金層を形成すれば、アモルファ
ス合金の固定の問題は直ちに解決され、さらに温度にお
ける熱膨張係数の不一致も、トルク軸とアモルファス合
金とが同一組成であるためほぼ実用的には無視できる様
になる。
実施例
第１図は本発明の実施例である。１はトルク伝達軸でそ
の組成は局所加熱急冷された場合に作製されるアモルフ
ァス層に磁歪効果が存在する様にとる。例えば（Ｆｅ
Ｃｒ Ｏ，０５０，０５）７９（”Ｂ）２１ のような材料を用いることができる。２，３はトルク伝
達のだめの突出部で、これを駆動側軸及び負荷側軸に設
けられた凹部（図示せず）と合わせる事によりトルクが
伝達できる。４は、トルク伝達軸１を局所加熱急冷する
事により形成したアモルファス合金層である。６はこの
アモルファス合金層４の外周に、トルク伝達軸１に触れ
る事なく巻回されたコイルである。６はこのコイル６を
用用い 、アモルファス合金層４の透磁率の変化を検出しトルク
を感知出力する検出回路部である。
の組成は局所加熱急冷された場合に作製されるアモルフ
ァス層に磁歪効果が存在する様にとる。例えば（Ｆｅ
Ｃｒ Ｏ，０５０，０５）７９（”Ｂ）２１ のような材料を用いることができる。２，３はトルク伝
達のだめの突出部で、これを駆動側軸及び負荷側軸に設
けられた凹部（図示せず）と合わせる事によりトルクが
伝達できる。４は、トルク伝達軸１を局所加熱急冷する
事により形成したアモルファス合金層である。６はこの
アモルファス合金層４の外周に、トルク伝達軸１に触れ
る事なく巻回されたコイルである。６はこのコイル６を
用用い 、アモルファス合金層４の透磁率の変化を検出しトルク
を感知出力する検出回路部である。
第２図は第１図アモルファス合金層４の形成手段を示し
たものである。７はトルク伝達軸、８は局所加熱用ビー
ム、９は形成されたアモルファス合金層を示す。まずト
ルク伝達軸７を図中矢印方向に高速回転させる。その後
に局所加熱用ビーム８例えばレーザビーム、光ビーム等
をこのトルク伝達軸７に照射する。この時加熱ビームの
面積あたりのエネルギを調整しトルク伝達軸の表面が溶
融する様にすれば溶融部はトルク伝達軸の回転により直
ちに加熱箇所から離脱するので、下層の金属によシ急冷
されアモルファス合金層が形成される。
たものである。７はトルク伝達軸、８は局所加熱用ビー
ム、９は形成されたアモルファス合金層を示す。まずト
ルク伝達軸７を図中矢印方向に高速回転させる。その後
に局所加熱用ビーム８例えばレーザビーム、光ビーム等
をこのトルク伝達軸７に照射する。この時加熱ビームの
面積あたりのエネルギを調整しトルク伝達軸の表面が溶
融する様にすれば溶融部はトルク伝達軸の回転により直
ちに加熱箇所から離脱するので、下層の金属によシ急冷
されアモルファス合金層が形成される。
この様に作製され構成されたトルクセンサはトルクが加
わった場合、磁歪を有するアモルファス合金層にねじり
応力が加わり、その結果その透磁率が変化するので、こ
れを検出する事によりトルク量が測定できる。
わった場合、磁歪を有するアモルファス合金層にねじり
応力が加わり、その結果その透磁率が変化するので、こ
れを検出する事によりトルク量が測定できる。
そしてトルクに対し応力が発生するアモルファス合金層
は、第２図で示した様にトルク伝達軸の表面がアモルフ
ァス化されたものであるので、従来の様にアモルファス
合金層をトルク伝達軸には９つける必要が無く、しかも
接着剤層が無いため、応力によってアモルファス合金層
がはく離する様な事態も生じない。さらにこのアモルフ
ァス合金層は同組成の合金のトルク伝達軸から作製され
るため、熱膨張係数がトルク伝達軸とアモルファス合金
層で極めてよく一致し、そのため熱応力の発生が小さく
、温度に対する特性変化を、実用上問題が無い範囲にま
で下げる事を可能とする。
は、第２図で示した様にトルク伝達軸の表面がアモルフ
ァス化されたものであるので、従来の様にアモルファス
合金層をトルク伝達軸には９つける必要が無く、しかも
接着剤層が無いため、応力によってアモルファス合金層
がはく離する様な事態も生じない。さらにこのアモルフ
ァス合金層は同組成の合金のトルク伝達軸から作製され
るため、熱膨張係数がトルク伝達軸とアモルファス合金
層で極めてよく一致し、そのため熱応力の発生が小さく
、温度に対する特性変化を、実用上問題が無い範囲にま
で下げる事を可能とする。
また第２図で示したアモルファス合金層の形成において
、トルク伝達軸７を単純に回転させるだけでなくこの時
に一定の負荷を加え、一定トルク下でこのアそルファス
合金層形成を行なうと、トルクの方向も検出可能となる
。すなわち第３図に示す様に軸足トルクＴ０の下ではト
ルク伝達軸は（ａ）Ｋ示す様に実線方向に対し伸び、破
線方向例対し圧縮される。この状態でアモルファス合金
層を形成すると、前記の如く一度表面は溶融するため、
５アモルファス合金層の歪みは伽）に示す様に無くなっ
てしまう。アモルファス合金層形成後トルクを解放する
と、トルク伝達軸は（ａ）の様に歪んでいたため、結局
（Ｃ）の如くアモルファス合金層に歪が発生する。その
ためトルクが（ａ）図Ｔ０と同方向の場合、アモルファ
ス合金層の歪は減少し、逆方向の場合は歪が増加する。
、トルク伝達軸７を単純に回転させるだけでなくこの時
に一定の負荷を加え、一定トルク下でこのアそルファス
合金層形成を行なうと、トルクの方向も検出可能となる
。すなわち第３図に示す様に軸足トルクＴ０の下ではト
ルク伝達軸は（ａ）Ｋ示す様に実線方向に対し伸び、破
線方向例対し圧縮される。この状態でアモルファス合金
層を形成すると、前記の如く一度表面は溶融するため、
５アモルファス合金層の歪みは伽）に示す様に無くなっ
てしまう。アモルファス合金層形成後トルクを解放する
と、トルク伝達軸は（ａ）の様に歪んでいたため、結局
（Ｃ）の如くアモルファス合金層に歪が発生する。その
ためトルクが（ａ）図Ｔ０と同方向の場合、アモルファ
ス合金層の歪は減少し、逆方向の場合は歪が増加する。
これによりトルクの方向が検出可能となる。
発明の効果
トルク伝達軸表面を局所加熱急冷する事によりアモルフ
ァス合金層を作製する事によシ、トルク検出部のアモル
ファス合金の固定が強固に行なわれる。その結果、温度
変化、トルク軸の高速回転に対しても充分耐久性を持ち
、また長期にわたる信頼性も向上する。そしてアモルフ
ァス合金層とトルク伝達軸の膨張係数が等しいため、温
度による特性変化が極めて小さい。
ァス合金層を作製する事によシ、トルク検出部のアモル
ファス合金の固定が強固に行なわれる。その結果、温度
変化、トルク軸の高速回転に対しても充分耐久性を持ち
、また長期にわたる信頼性も向上する。そしてアモルフ
ァス合金層とトルク伝達軸の膨張係数が等しいため、温
度による特性変化が極めて小さい。
第１図は本発明の一実施例を示すトルクセンサの一部切
欠斜視図、第２図はアモルファス合金層の形成方法の一
例を示す斜視図、第３図は一部トルク下でのアモルファ
ス合金層形成時に発生するトルク伝達軸及びアモルファ
ス合金層の歪を示す斜視図である。 １・・・・・・トルク伝達軸、２．３・・・・・・トル
ク伝達用突出部、４・・・・・・アモルファス合金層、
６・・・・・・検出用コイル、６・・・・・・検出回路
部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 （す Ｃｂ） （す
欠斜視図、第２図はアモルファス合金層の形成方法の一
例を示す斜視図、第３図は一部トルク下でのアモルファ
ス合金層形成時に発生するトルク伝達軸及びアモルファ
ス合金層の歪を示す斜視図である。 １・・・・・・トルク伝達軸、２．３・・・・・・トル
ク伝達用突出部、４・・・・・・アモルファス合金層、
６・・・・・・検出用コイル、６・・・・・・検出回路
部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 （す Ｃｂ） （す
Claims (2)
- （１）円筒面を有する金属で、その少なくとも一部の円
筒表面層が、局所的に加熱急冷され磁歪を有するアモル
ファス層とされたトルク伝達軸と、前記トルク伝達軸の
周囲に前記アモルファス層と対向するよう配置されたコ
イルと、前記コイルに接続された検出回路部とを備えた
トルクセンサ。 - （２）トルク伝達軸表面のアモルファス層が、トルクに
よる歪を残留させて形成されている事を特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のトルクセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60013684A JPS61173128A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60013684A JPS61173128A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | トルクセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61173128A true JPS61173128A (ja) | 1986-08-04 |
Family
ID=11840010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60013684A Pending JPS61173128A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61173128A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63252487A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-10-19 | マグ ディブ インコーポレーテッド | 磁気弾性トルク・トランスデューサ |
| CN108444628A (zh) * | 2017-02-15 | 2018-08-24 | Ncte股份公司 | 磁弹性扭矩传感器 |
-
1985
- 1985-01-28 JP JP60013684A patent/JPS61173128A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63252487A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-10-19 | マグ ディブ インコーポレーテッド | 磁気弾性トルク・トランスデューサ |
| CN108444628A (zh) * | 2017-02-15 | 2018-08-24 | Ncte股份公司 | 磁弹性扭矩传感器 |
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