JPS61274234A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
- Publication number
- JPS61274234A JPS61274234A JP11693685A JP11693685A JPS61274234A JP S61274234 A JPS61274234 A JP S61274234A JP 11693685 A JP11693685 A JP 11693685A JP 11693685 A JP11693685 A JP 11693685A JP S61274234 A JPS61274234 A JP S61274234A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal expansion
- magnetic layer
- soft magnetic
- shaft
- cylindrical body
- 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
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (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
本発明は、軸に伝わるトルクを非接触で検出するトルク
センサに関する。
センサに関する。
従来の技術
従来のトルクセンサとして第４図に示す構成のものがあ
る。図中１は軸、３は磁歪を有する軟磁性層、４はコイ
ル、５はコイルのインダクタンス変化を検出する電気回
路である。゛トルクが軸ＩＫ伝わると、軟磁性層３中に
歪が発生し透磁率が低下し、コイル４のインダクタンス
も下がる。このインダクタンス変化からトルクを検出し
ている。
る。図中１は軸、３は磁歪を有する軟磁性層、４はコイ
ル、５はコイルのインダクタンス変化を検出する電気回
路である。゛トルクが軸ＩＫ伝わると、軟磁性層３中に
歪が発生し透磁率が低下し、コイル４のインダクタンス
も下がる。このインダクタンス変化からトルクを検出し
ている。
（例えば、特開昭５８−９０３４号公報）発明が解決し
ようとする問題点 従来の構成のトルクセンサでは、軸１に磁歪を有する軟
磁性層３を直接固着していた。軸１は鉄系のものが多く
線熱膨張率は１１Ｘ１０−’〜１４×１Ｏ−６（恥）鳴
る。−従来の構成のトルクセンサでは、温度が変化する
と、軸１と軟磁性層３の線熱膨張率の差に起因する熱歪
が、軟磁性層３中に発生しこれにともない軟磁性層３の
透磁率が低下し、トルクセンナの出力が温度により大き
く変化するという問題点があった。
ようとする問題点 従来の構成のトルクセンサでは、軸１に磁歪を有する軟
磁性層３を直接固着していた。軸１は鉄系のものが多く
線熱膨張率は１１Ｘ１０−’〜１４×１Ｏ−６（恥）鳴
る。−従来の構成のトルクセンサでは、温度が変化する
と、軸１と軟磁性層３の線熱膨張率の差に起因する熱歪
が、軟磁性層３中に発生しこれにともない軟磁性層３の
透磁率が低下し、トルクセンナの出力が温度により大き
く変化するという問題点があった。
問題点を解決するための手段
本発明のトルクセンサはトルクを伝える伝達軸の外側に
一定空隙を介して中空円筒を配置し、その円筒体の両端
部分を弾性体を介して中空円筒体を配置し、その円筒体
の両端部分を弾性体を介して前記軸に固定し、前記円筒
体の外周面上に磁歪を有する軟磁性層を固着し、さらに
その外側に一定空隙を介して同心円状にコイルを巻固し
て、前記軟磁性層と前記コイルとを含んで磁気回路を構
成し、トルクにより軸に発生する歪を前記回路のインダ
クタンス変化として検出するよう構成し前記円筒体に伝
わる前記軸の熱膨張の一部を前記弾性体で吸収し、前記
円筒体の実効的な線熱膨張率を前記軟磁性層の線熱膨張
率にほぼ一致させている０ 作 用 トルク伝達軸のねじれは、トルク伝達軸と円筒体を結合
する弾性体により円筒体に効率良く伝達されるが、伝達
軸と円筒体の熱膨張差は前記弾性体の歪としてに％（ｓ
ｏａｋ＜ｓ９）吸収される。
一定空隙を介して中空円筒を配置し、その円筒体の両端
部分を弾性体を介して中空円筒体を配置し、その円筒体
の両端部分を弾性体を介して前記軸に固定し、前記円筒
体の外周面上に磁歪を有する軟磁性層を固着し、さらに
その外側に一定空隙を介して同心円状にコイルを巻固し
て、前記軟磁性層と前記コイルとを含んで磁気回路を構
成し、トルクにより軸に発生する歪を前記回路のインダ
クタンス変化として検出するよう構成し前記円筒体に伝
わる前記軸の熱膨張の一部を前記弾性体で吸収し、前記
円筒体の実効的な線熱膨張率を前記軟磁性層の線熱膨張
率にほぼ一致させている０ 作 用 トルク伝達軸のねじれは、トルク伝達軸と円筒体を結合
する弾性体により円筒体に効率良く伝達されるが、伝達
軸と円筒体の熱膨張差は前記弾性体の歪としてに％（ｓ
ｏａｋ＜ｓ９）吸収される。
この結果、円筒の実効的な線熱膨張係数は、本来の値よ
り（１ｏｏ−ｋ）％大きくなる。従って、円筒体の材料
の線熱膨張係数を軟磁性体より小さくする事により、実
効的に円筒体と軟磁性層の熱膨張差を無くする事ができ
る。
り（１ｏｏ−ｋ）％大きくなる。従って、円筒体の材料
の線熱膨張係数を軟磁性体より小さくする事により、実
効的に円筒体と軟磁性層の熱膨張差を無くする事ができ
る。
実施例
第１図に本発明の一実施例におけるトルクセンサを示す
。図中１は、トルク伝達軸であり、一般に用いられる鋼
製の軸である。鋼の線熱膨張率は、１３Ｘ１０ （／
Ｃ）である。２は、４２％旧鋼製円筒体であり、線熱膨
張率は５ｘ１ｏ （／ρである。円筒体２は、弾性体
２ａを介して、固着部２ｂと結合されており、固着部２
ｂで軸に溶接されている。ここで弾性体２ａおよび固着
部２ａは円筒体２と同一材料で一体的に形成している。
。図中１は、トルク伝達軸であり、一般に用いられる鋼
製の軸である。鋼の線熱膨張率は、１３Ｘ１０ （／
Ｃ）である。２は、４２％旧鋼製円筒体であり、線熱膨
張率は５ｘ１ｏ （／ρである。円筒体２は、弾性体
２ａを介して、固着部２ｂと結合されており、固着部２
ｂで軸に溶接されている。ここで弾性体２ａおよび固着
部２ａは円筒体２と同一材料で一体的に形成している。
円筒体２の外周面上には、Ｆｅ系の軟磁性層３が固着し
である。Ｆｅ系軟磁性層３の線熱膨張率は、ｓ ｘ １
ｏ−６（３）である。軟磁性層３の外側には、一定空隙
を介してコイル４が巻固しである。コイル４はインダク
タンス値の検出回路５に結合しである。
である。Ｆｅ系軟磁性層３の線熱膨張率は、ｓ ｘ １
ｏ−６（３）である。軟磁性層３の外側には、一定空隙
を介してコイル４が巻固しである。コイル４はインダク
タンス値の検出回路５に結合しである。
以下に動作を説明する。トルクが軸１に伝達されると、
ねじれによる歪が軟磁性層３に発生し、これにより透磁
率が低下する。コイル４のインダクタンスも同時に低下
するので、コイル４のインダクタンスによりトルクの値
を得る事ができる。
ねじれによる歪が軟磁性層３に発生し、これにより透磁
率が低下する。コイル４のインダクタンスも同時に低下
するので、コイル４のインダクタンスによりトルクの値
を得る事ができる。
次に上記のように構成したときの温度変化に対する効果
について説明する。トルク１０Ｋｆｍ下で、本実施例の
トルクセンサを一５０℃〜１５０℃の温度下に置いた時
の出力の変化の様子を第２図に示す。図中実線は本発明
によるトルクセンサのもの、破線は従来構造のトルクセ
ンサによるものである。図より明らかなように温度変化
による検出されたインダクタンスの変化が暑。以下に改
善されている。第３図に本発明によるトルク七／すの出
力の様子を、−１０℃、３０℃、１１０℃について示し
た、各温度で良好な出力が得られた。これは、軸１の熱
膨張を弾性体２ａが一部吸収し、吸収されなかった熱膨
張と、円筒体２自身の熱膨張との和からなる円筒体２の
実効的な線熱膨張率と軟磁性層のそれとがほぼ一致した
事によると考えられる。
について説明する。トルク１０Ｋｆｍ下で、本実施例の
トルクセンサを一５０℃〜１５０℃の温度下に置いた時
の出力の変化の様子を第２図に示す。図中実線は本発明
によるトルクセンサのもの、破線は従来構造のトルクセ
ンサによるものである。図より明らかなように温度変化
による検出されたインダクタンスの変化が暑。以下に改
善されている。第３図に本発明によるトルク七／すの出
力の様子を、−１０℃、３０℃、１１０℃について示し
た、各温度で良好な出力が得られた。これは、軸１の熱
膨張を弾性体２ａが一部吸収し、吸収されなかった熱膨
張と、円筒体２自身の熱膨張との和からなる円筒体２の
実効的な線熱膨張率と軟磁性層のそれとがほぼ一致した
事によると考えられる。
本実施例によるトルクセンサでは、測定結果からもわか
るように、弾性部分の作用は径方向の熱歪の吸収にも効
果を持つと考えられる。
るように、弾性部分の作用は径方向の熱歪の吸収にも効
果を持つと考えられる。
上記本実施例のセンサでは、円筒体２として４２％Ｎｉ
鋼を用いたが、軟磁性体より熱膨張係数が小さい材料、
４５％Ｎｉ鋼、 （７，５Ｘ １０−’ （’［））等
の材質でも同様の結果が得られており、軟磁性体より線
熱膨張率が小さく、差が３×１６’（’／）以下であれ
ば組成等は関係ない事が確認された。
鋼を用いたが、軟磁性体より熱膨張係数が小さい材料、
４５％Ｎｉ鋼、 （７，５Ｘ １０−’ （’［））等
の材質でも同様の結果が得られており、軟磁性体より線
熱膨張率が小さく、差が３×１６’（’／）以下であれ
ば組成等は関係ない事が確認された。
また弾性体２ａは円筒体２と同一材料によ′り一体に形
成されたものとしたがこれにかぎられるものではなく、
たとえば軸１と１体に形成されてもよい。
成されたものとしたがこれにかぎられるものではなく、
たとえば軸１と１体に形成されてもよい。
また、独立の部材を用いてもよいことはいうまでもない
。
。
発明の効果
本発明のトルクセンサは、軸の熱膨張を弾性体により一
部吸収し、円筒体の実効的な線熱膨張率を軟磁性層の線
膨張率とほぼ一致させているので一５０’Ｃ〜１５０℃
の範囲で出力の温度変化をきわめて低く抑えることがで
き、トルク七ンサ適用領域およびその精度を大幅に改善
できるものである０
部吸収し、円筒体の実効的な線熱膨張率を軟磁性層の線
膨張率とほぼ一致させているので一５０’Ｃ〜１５０℃
の範囲で出力の温度変化をきわめて低く抑えることがで
き、トルク七ンサ適用領域およびその精度を大幅に改善
できるものである０
第１図は本発明によるトルクセンナの構造図、第２図は
一定トルク下でのトルクセンサの検出インダクタンス値
の温度依存性を示す特性図、第３図は一１０’Ｃ，３０
ｔｌ：、１１０でノトルク七ンサの 出力特性図、第４図は従来９トルクセンサの構造１であ
る。 １・・・・・・軸、２・・・・・・円筒体、２ａ・・・
・・・弾性体、２ｂ・・・・・・固着部、３・・・・・
・軟磁性層、４・・・・・・コイル、６・・・・・・検
出回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 温 准 じＣ） 第４図
一定トルク下でのトルクセンサの検出インダクタンス値
の温度依存性を示す特性図、第３図は一１０’Ｃ，３０
ｔｌ：、１１０でノトルク七ンサの 出力特性図、第４図は従来９トルクセンサの構造１であ
る。 １・・・・・・軸、２・・・・・・円筒体、２ａ・・・
・・・弾性体、２ｂ・・・・・・固着部、３・・・・・
・軟磁性層、４・・・・・・コイル、６・・・・・・検
出回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 温 准 じＣ） 第４図
Claims (1)
- トルクを伝える伝達軸の外側に一定空隙を介して中空円
筒体を配置し、その円筒体の両端部分を弾性体を介して
前記軸に固定し、前記円筒体の外周面上に磁歪を有する
軟磁性層を固着し、さらにその外側に一定空隙を介して
同心円状にコイルを巻固して、前記軟磁性層と前記コイ
ルとを含んで磁気回路を構成し、トルクにより軸に発生
する歪を前記回路のインダクタンス変化として検出する
よう構成し、前記円筒体に伝わる前記軸の熱膨張の一部
を前記弾性体で吸収することにより前記円筒体の実効的
な線熱膨張率を前記軟磁性層の線熱膨張率にほぼ一致さ
せたトルクセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11693685A JPS61274234A (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11693685A JPS61274234A (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | トルクセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61274234A true JPS61274234A (ja) | 1986-12-04 |
Family
ID=14699368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11693685A Pending JPS61274234A (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61274234A (ja) |
-
1985
- 1985-05-30 JP JP11693685A patent/JPS61274234A/ja active Pending
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