JPS626129A

JPS626129A - トルク検出器

Info

Publication number: JPS626129A
Application number: JP60145414A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Fushimi; 伏見　武彦; Kogetsu Takayama; 高山　香月; Naoji Sakakibara; 榊原　直次; Kaneo Mori; 佳年雄毛利; Jiro Yamazaki; 山崎　二郎
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1987-01-13

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はトルク検出器に関するもので、特に、回転体シ
ャフトに加わる捩れ方向のトルクを検出するトルク検出
器に関するものである。

［従来の技術］この種の、回転体シャフトに加わる捩れ方向のトルクを
検出するトルク検出器には、特開昭５９−１６４９３１
号公報、特開昭５９−１６６８２８＋３公報に記載され
た技術がある。

例えば、特開昭５９−１６６８２８号公報に記載の技術
について、第１０図を用いて説明する。

自動車のトランスミッション出力シャフト、ステアリン
グシャフトまたはモータ等の出力シャフト等の回転体シ
ャフト１０には、磁歪金属をメッキすることにより形成
した磁歪１１２が回転体シャフト１０の全周に渡って設
けられる。更に、回転体シャフト１０には２個の励磁用
コイル３及び出力用コイル４が筒状に巻回されている。

励磁用コイル、３には、励磁用発振器５が接続されてい
る。

また、出力用コイル４には、ダイオード６、コンデンサ
７、抵抗８からなる公知の平滑回路９が接続されている
。

この回路において、回転体シャフト１０にトルクが加わ
らない状態では、発振器５により生ずる励磁用コイル３
の磁界が、出力用コイル４に伝達されて、これが平滑回
路９により、直流電圧に変換されて出力電圧ＥＯｕｔが
得られる。

次に、回転体シャフト１０にトルクが加わり、回転体シ
ャフト１０が捩れると、ニッケル磁歪膜２の透磁率が変
化するが、ニッケルは負の磁歪効果を有するため、捩れ
に対して透磁率が増大する。

したがって、出力用コイル４のインダクタンスが増大し
、出力電圧が減少する。ゆえに、トルクに応じた出力電
圧が、平滑回路９の出力電圧Ｅｏｕｔとして得られる。

なお、この実施例においては、回転体シャフト１０の捩
れ方向の判別はできず、どちらの捩れに対しても同等の
出力電圧Ｅｏｕｔが得られる。

上記磁歪１ｍ２は、電解ニッケルメッキによって形成さ
れている。即ち、磁歪１１２は電解ニッケルメッキによ
って数１０μｍ〜２００μｍと極めて薄く形成するもの
である。そして、得られた磁歪膜２は数１０μｍ厚で回
転体シ１シフトに機械的にも熱的にも堅固に接着されて
いる。しかも、ニッケル磁歪膜は耐食性に優れ、保持力
が小さいから、外乱磁界に強い等の特徴を有している。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、電解ニッケルメッキによって磁歪膜を生成する
方法では、自動車等の必要とするきびしい環境条件下に
あっては、本来強固に接着されたと評される状態にあっ
ても、必ずしも密着強度が十分であるとは言えなかった
。また、電解メッキによって磁歪膜を形成するには、時
間がかかり、部品単価が高価にならざるを得なかった。

上記従来例の技術以外にも、アモルファス帯からなる磁
歪膜を接着剤で固着する方法、アモルファス帯からなる
磁歪膜をニッケルメッキで固定する方法等があるが、言
うまでもなく、上記電解メッキによって磁歪膜を形成す
る方法よりも、回転体シャフトと磁歪膜との密着度が十
分に得られない場合がある。

そこで、本発明は回転体シャフトと磁歪膜との密着強度
を増大させると共に、その磁歪膜生成に　　　　要する
時間を短くすることができるトルク検出器の提供をその
目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明にかかるトルク検出器は、回転体シャツ、−エ□
□。、よ７エゎゎ、え、−：と、前記磁歪膜に生じた磁歪を検出する磁歪検出　　　
　□回路から構成されるものである。

［作用］本発明は回転体シャフトに形成する磁歪膜を、磁歪金属
である線爆材料に高電圧・大電流を加えてａｍ溶射する
ことにより、線爆材料を高速飛散させ、回転体シャフト
表面に高速で衝突させることによってｌ１ｌｊｌ材料を
回転体シャフト表面にめり込ませ、回転体シャフトの表
面に形成する磁歪膜との間の密着強度を強固にするもの
である。このとき、複数の線爆材料に高電圧・大電流を
印加して、線爆溶射させればよいから、磁歪膜の生成に
要する時間を短くすることができる。

［実施例Ｊ第１図は本発明の線爆溶射の溶射方法の一例を示す基本
原理図である。

図において、正の電極１０１と負の電極１０２の間に試
料ワイヤ、即ち、ＩＩ爆材料１０３を張設する。前記ｗ
Ａ層材料１０３に対してｕ転体シャフト１０５を適当な
距離を隔てて垂直に配置する。

前記回転体シャフト１０５はマスクパターン１０４を、
その周囲に巻き付けることによりマスキングしておく。

そして、第２図の［１爛ｍａｐする回転体シャフト１０
５の停止位置を示す説明図の停止位ｍＡからＨのように
、４５度回動・停止させる毎に、前記電極１０１と電極
１０２との間に１５０００ｖ〜２００００Ｖ以上の電圧
を加えて、線爆材料１０３を高電圧・大電流で溶断する
ことにより線爆溶射を行う。このときに、停止位＠Ａか
らＨの８方向から線爆溶射を行うことにより、前記回転
体シャフト１０５の表面に薄膜を形成する。

そして、前記回転体シャフト１０５の周囲の８方向から
のＩ！爛溶射を必要に応じて複数回、例えば、５〜１０
回程度繰り返す。

基本的には、上記の第１図の如く張設した線爆材料１０
３に対して回転体シャフト１０５を垂直に配置して略８
方向からｓｕｉ溶射を行うことで略均−のＩｌｌを形成
することができる。このとき、１ｓｉｉｉｉｔ７４する
回転体シャフト１０５とａｍ材料との距離及び回転体シ
ャフトに形成する線爆溶射による薄膜の幅等により、前
記回転体シャフト１０５と線爆材料１０３との交差角度
を任意に設定すればよい。また、ａｍ溶射する回転体シ
ャフト１０５の停止位置も必要に応じて、その回動角度
を変更すればよい。回転体シャフト１０５の周囲にＩ燗
溶射する回数も、前記５〜１０回に限定されるものでは
なく、膜の性状及び膜厚等により任意に設定すればよい
。

次に、本発明のｉｉｍ溶射装置の実施例について図を用
いて詳述する。

第３図は本発明の一実施例のトルク検出器を製造する回
転体シャフトに磁歪金属を線爆溶射する方法を説明する
説明図である。

回転体シャフト１０は電気的絶縁物で構成されたシャフ
ト受台１２の位置決め穴１２ａ及び１２ｂに挿着される
。前記回転体シャフト１０の一端部は、図示しない割出
盤に接続されており、割出盤によって回転シャフト１０
が、第２図の停止位置へからＨの任意の角度毎に回動・
停止可能になっている。前記回転体シャフト１０の外周
には所定の位置にマスクパターン１１が配置される。本
実施例のマスクパターン１１は回転体シャフト１０の周
囲に適当な間隔を配して、螺旋状に磁歪膜１５及び１６
を形成するもので、右側の磁歪Ｍａ１５に対して左側の
磁歪１１１６は、その螺旋方向が逆になるように形成さ
れている。即ち、前記螺旋状磁歪ｌ＄１５及び１６の回
転体シャフト１０の軸方向に対する傾斜角は、右左の磁
歪膜１５及び１６の傾斜角が互いに逆方向で、互いに等
しくなるようにしている。

前記マスクパターン１１は薄板からなる薄板筒状物を回
転体シャフト１０に挿通させてもよいが、その取り付は
及び取り外し並びに磁歪膜１５及び１６の仕上り精度か
らすれば、回転体シｔ？フト１０の外周に印刷或いはメ
ッキ等の手段によってレジスト膜を形成させるのがよい
。

前記回転体シャフト１０にはワイヤ固定リング２０．２
１．２２を挿着し、ワイヤ固定リング２０．２Ｌ　２２
を回転体シャフト１０に固定する。

前記ワイヤ固定リング２０．２１．２２の内径の筒部は
絶縁物２０ｂ、２１ｂ、２２ｂで形成されており、それ
によって、マスクパターン１１及び回転体シャフト１０
に固定される。

そして、ワイヤ固定リング２０．２１．２２は、　　　
　：導電リング２０ａ、２１ａ１２２ａとその内径の筒
部の絶縁物２０ｂ、２１ｂ、２２ｂとの間が回動自在に
構成されており、ワイヤ固定リング２０．２１．２２の
導電リング２０ａ１２１ａ、２２ａは各支持台２３．２
４．２５の電極板２３ａ、２４ａ、２５ａと係合し、両
者は電気的、機械的に結合される。したがって、導電リ
ング２０ａ、２１ａ、２２ａがシャフト受台１２に固定
され、前記３１電リング２０ａ、２１ａ、２２ａの内径
の筒部の絶縁物２０ｂ、２１ｂ、２２ｂと回転体シャフ
ト１０とは一体となって回動可能となる。

前記ワイヤ固定リング２０．２１．２２は、線爆溶射の
磁歪金属であるニッケル線等のＩ！燗材料１７ａまたは
１７ｂの両端を支持する。

そして、線爆材料１７ａ及び１７ｂと回転体シャフト１
０との闇を、所定の離間距離に保持する。

前記線爆材料１７ａ及び１７ｂと回転体シャフト１０と
の離間距離は、５ｕｉｉ材料１７ａ及び１７ｂに印加す
る電圧及び電流の大きさ及び線爆溶射する磁歪金属であ
るｗＡ爆材料の性質、線爆を起す雰囲気等によって決定
される。

爆着する効率を良くするため、形成しようとする螺旋状
磁歪ｇｌ１５及び１６の螺旋方向と平行になるように、
線爆材料１７ａ及び１７ｂを並設する。マスクパターン
１１のスリット部の中央部に線爆材料１７ａ及び１７ｂ
を配設させると、最も効率が良い。

しかし、磁歪１１１５及び１６の膜厚はマスクパターン
１１のスリット端部と中央部とではその差が大きくなる
。したがって、ＩＩ爆材料１７ａ及び１７ｂと回転体シ
ャフト１０との距離は、上記要件等を加味して設定され
る。

前記ワイヤ固定リング２０．２１．２２と線爆材料１７
ａ及び１７ｂとの固着は、電気的にワイヤ固定リング２
０．２１．２２の外周部の１１１！リング２０ａ１２１
ａ、２２ａと導通状態で、しかも、機械的に線爆材料１
７ａ及び１７ｂを所定の張力以上で張設できる手段が選
択される。因に、本実施例では、導電リング２０ａ、２
１ａ、２２ａの弾性を利用して、線爆材料１７ａ及び１
７ｂとの機械的な固着及び電気的な導通状態を得ている
。

前記ワイヤ固定リング２０．２１．２２に取り付けられ
た線爆材料１７ａ及び１７ｂは、シャフト受台１２に取
り付けられた支持台２３．２４．２５の電極板２３ａ、
２４ａ、２５ａから、それぞれワイヤ固定リング２０．
２１．２２を介して線爆に必要な電力を得ている。支持
台２３と支持台２４の電極板２３ａと電極板２４ａの間
には、電源Ｅ１により抵抗Ｒ１を介して、コンデンサＣ
１に蓄積された電荷が、スイッチＳ１の投入に伴い、ワ
イヤ固定リング２０とワイヤ固定リング２１との間の線
爆材料１７ａ及び１７ｂに、コンデンサＣ１に充電され
た全エネルギーが放出される回路が接続されている。支
持台２４と支持台２５の電極板２４ａと電極板２５ａの
間にも、電源Ｅ２により抵抗Ｒ２を介して、コンデンサ
Ｃ２に蓄積された電荷がスイッチＳ２の投入に伴い、ワ
イヤ固定リング２１とワイヤ固定リング２２との間の線
爆材料１７ａ及び１７ｂに、コンデンサＣ２に充電され
た全エネルギーが放出される回路が接続されている。な
お、スイッチＳ１とスイッチＳ２は連動して作動するも
のである。

この種の回転体シャフトに磁歪金属をｌ１１ｆｓ溶射す
る方法は、次の様に動作させることができる。

まず、回転体シャフト１０の外周にレジスト膜によって
マスクパターン１１を形成し、それに、ワイヤ固定リン
グ２０．２１．２２を挿着し、それぞれ所定の間隔に固
定する。そして、シャフト受台１２の位置決め穴１２ａ
及び１２ｂに前記回転体シャフト１０を挿通する。シャ
フト受台１２に取り付けられた回転体シャフト１０の一
端は、図示しない割出盤のチャックにより握着し、割出
盤によって回転体シャフト１０が任意の角度毎の回動を
可能とする。各ワイヤ固定リング２０．２１．２２はシ
ャフト受台１２に挿着し、更に、各支持台２３．２４．
２５の電極板２３ａ１２４ａ。

２５ａと機械的・電気的な係止状態となる。

次に、ワイヤ固定リング２０．２１．２２に線爆溶射す
る磁歪金属である線爆材料１７ａ及び１７ｂ、例えば、
ニッケル線を張設する。

この状態で、コンデンサＣ１及びＣ２には、それぞれ抵
抗Ｒ１またはＲ２を介して電源Ｅ１またはＥ２により、
充電が完了されているとすると、スイッチＳ１及びＳ２
をオンとすることにより、コンデンサＣ１またはＣ２の
電荷は一瞬にして、全エネルギーが線爆材料１７ａ及び
１７ｂに与えられるから、ｌ１ｉＩＩＩｓ材料１７ａ及
び１７ｂは回転体シャフト１０に１１１着される。なお
、このとき、抵抗Ｒ１及びＲ２は高抵抗であるから、線
爆材料１７ａ及び１７ｂに与えるエネルギー但を左右す
るものではなく、コンデンサＣ１またはＣ２の充電完了
時間を決定するものである。

マスクパターン１１の特定の箇所のスリット部分の線爆
溶射が完了すると、割出盤によって回転体シャフト１０
を所定の角度だけ回動、停止させると共に、ワイヤ固定
リング２０，２１．２２に、再び、線爆材料１７ａ及び
１７ｂを張設する。即ち、張設した線爆材料１７ａ及び
１７ｂに、マスクパターン１１の次のスリット部分を対
向させる。

そして、スイッチＳ１及びＳ２によって前者と同様に線
爆材料１７ａ及び１７ｂを線爆溶射し、回転体シャフト
１０に爆着する。このようにして、マスクパターン１１
の全スリット部分に線爆溶射による磁歪膜１５及び１６
を形成する。

回転体シャフト１０の全周に磁歪膜１５及び１６を爆着
した後、回転体シャフト１０の全周に線爆溶射する動作
を所定の回数だけ繰り返す。その後、マスクパターン１
１を除去すれば、回転体シャフト１０の外周に磁歪膜を
形成することができる。

上記実施例では、ニッケルが安定な性質を有しているか
ら大気中でＩ！爆溶射を行ったが、一般の蒸着と同様ミ
不活性ガスの雰囲気中で行えば、爆着された磁歪膜の酸
化を防止できる。

また、線爆材料１７ａ及び１７ｂと回転体シャフト１０
との間に、静電界を印加しておけば、線爆溶射の際の爆
着効率を上昇させることができる。

そして、回転体シャフト１０の軸方向に電流を流してお
けば、そのうず電流によって、形成される磁歪膜の磁区
を所定の方向に設定することができる。

本実施例の線爆材料１７ａ及び１７ｂについては、ニッ
ケル線を用いる場合について述べたが、ニッケル（Ｎｉ
）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｇｏ）等の遷移元素を主体
とする磁歪材またはそれら遷移元素を主体とするアモル
ファス磁歪材を用いるとよい。

上記の如く形成された磁歪膜１５及び１６は次の様に用
いられる。

第４図は本発明の磁歪金属を線爆溶射した回転体シャフ
トをトルク検出器として用いる一実施例を示す回路構成
図である。

回転体シャフト１０には磁歪膜１５及び１６が形成され
ており、一方の磁歪膜１５に対して他方の磁歪膜１６は
、その傾斜方向が逆になっている。

即ち、回転体シャフト１０の軸方向に対し、磁歪膜１５
が一４５度、磁歪膜１６が＋４５度となるべく形成した
ものである。

磁歪検出回路は、前記磁歪膜１５及び１６にそれぞれ対
応して回転体シャフト１０の筒状に巻回された巻数の同
じ検出コイル５１及び５２を接続することにより、スイ
ッチングトランジスタＱ１及びＣ２及び時定数回路を構
成する抵抗Ｒ５１及びＲ５２、コンデンサＣ５１及びＣ
５２を含むマルチバイブレータ回路５０と、コンデンサ
０５Ｇで構成される平滑回路からなる交流−直流変換回
路６０、可変抵抗Ｒ５３及び抵抗Ｒ５４及びＲ５５から
なる出カバ　　　　　：□ ランス調整回路７０で構成される。なお、電源電圧＋Ｖ
Ｂは、定電圧電源から供給された電圧である・　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　′ｉ上記
トルク検出器は次のように動作することが　　　　　：
できる。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１回転体シャフト１０にトルクＴが加わらないとき
は、トランジスタＱ１　、Ｃ２が交互にオン・オフを繰
り返す。即ち、特定のデユーティ比の出力が交流−直流
変換回路６０に加えられる。この状態で、トランジスタ
Ｑ１を流れるエミッタ電流（またはコレクタ電流ＡＩ）
とトランジスタＱ２を流れるエミッタ電流（またはコレ
クタ電流Ａ２）とが等しくなるように出カバランス調整
回路７０の可変抵抗Ｒ５３を調整すると、出力電圧Ｅは
Ｏ［Ｖ］となる。このとき、トランジスタＱ１のコレク
タ’Ｊ！ｍＡ１で検出コイル５１が、また、トランジス
タＱ２のコレクタ電流Ａ２で検出コイル５２が交互に励
磁される。

次に、回転体シャフト１０にトルクＴが矢印のような回
転方向に印加されると、磁歪膜１５はその螺旋方向が回
転体シャフト１０の軸方向に一４５度の傾斜を有するた
め、磁歪膜１５には圧縮力、磁歪１１１６には張力がそ
れぞれ作用する。

前記磁歪膜１５及び１６がニッケルの如き負の磁歪効果
を有するとすれば、透磁率は磁歪１１１５で増大し、磁
歪１１１６で減少する。したがって、各検出コイル５１
及び５２のインダクタンスは、検出コイル５１で増大し
、検出コイル５２で減少する。ゆえに、トランジスタＱ
１側のコレクタ電流Ａ１が減少し、トランジスタＱ２側
のコレクタ７１ｉ流Ａ２が増大する。出力電圧Ｅはコレ
クタ電流の差（ＡＩ　−Ａ２　）に応じた直流出力電圧
Ｅとなる。

即ち、磁歪検出回路の出力Ｅは回転体シャフト１０に加
えられたトルクＴに比例した出力となる。

したがって、回転体シャフト１０に加えられたトルクを
回転体シャフト１０に線爆溶射した磁歪膜１５及び１６
と、検出コイル５１及び５２と、磁歪検出回路によって
電気的な出力変化として得ることができる。

ここで、回転体シャフト１０の回転方向が逆、即ち、矢
印とは反対方向となれば、前者とは逆の現象が各磁歪１
１１５及び１６に生ずるため、検出コイル５１と検出コ
イル５２との大小関係が逆転し、反対極性の出力を得る
ことができる。

なお、上記実施例では磁歪膜の磁歪効果を負の特性で説
明したが、正の特性を持つものでも同様に正負のトルク
検出が可能である。

第５図はニッケルをｉｍｍ溶射で、回転体シャフトとし
て直径８履の太さのステンレス棒に形成した磁歪膜を用
いたトルク検出器のトルク−検出出力特性を示すもので
ある。なお、特性図において横軸はトルクＴ、縦軸は第
４図の出力バランス調整回路７０の検出出力Ｅとしてい
る。

前記トルク検出器は、回転体シャフト１０に対して８方
向から行い、更に、それを纏［溶射を１０回繰り返した
もので、得られた磁歪１ｇ１１５及び１６の膜厚は約７
５μｍであった。

第５図に示すトルク−検出出力特性は、トルクＴの変化
に対して検出出力Ｅは、一部において直線性を示すもの
の、全体として直線性が良いとは言い難い。

そこで、前記第４図のトルク−検出出力特性を有する回
転体シャフト１０を真空中（ＩＸ１０’ｔｏｒｒ）で５
００℃、１時間の熱処理を行った後に、そのトルク−検
出出力特性を測定した。なお、このとき、膜厚は約７０
μｍと前記熱処理前（約７５μｍ）のものに比較して、
若干膜厚が薄くなっていた。これは、多少の測定誤差が
あったとしても、回転体シャフト１０の材料のステンレ
ス内へニッケルの拡散が行われたものとみられる。

第５図のトルク−検出出力特性を有する回転体シャフト
１０からなるトルク検出器は、熱処理を行うことにより
第６図に示すトルク−検出出力特性となる。前記トルク
−検出出力特性からも判るように、第５図の熱処理を行
われないトルク検出器に比較して、感度が約８０倍程度
増加している。

そして、検出出力ＥはトルクＴの増加に対して略直線的
に増加している。

なお、トルク■が加えられた方向によって検出出力Ｅの
値に若干の違い、即ち、出力電圧の傾きの違いが認めら
れる。これは、左右に形成した磁歪１１１５及び１６、
即ち、ニッケル薄膜の磁気特性のアンバランスに基づく
ものと思われる。

また、回転体シャフト１０に形成したニッケル＊ａは、
簡単な引っ掻き試験によって、耐着力についても熱処理
によって、更に、強化されていることが確認された。

したがって、線爆溶射で形成された磁歪膜を精度の良い
トルク検出器として利用する場合には、回転体シャフト
１０に形成した磁歪膜に対して適当な熱処理を施して使
用するのが好ましい。

上記の第一実施例では、ニッケル薄膜を回転体シャフト
１０に形成したトルク検出器を用いた例を示したが、Ｉ
％Ｉ材料の組成を合金に近似した材料に変更するとどの
ような特性になるかについて述べる。

回転体シャフト１０に、ニッケル（Ｎｉ）と鉄（Ｆｅ　
）を交互に５１ずつ、計１０層、前者と同様に回転体シ
ャフト１０の周囲の８方向から線爆溶射して、第７図の
Ｆｅ　−Ｎｉ　Ｉｔ歪模膜構成概略図示すように、ニッ
ケル（Ｎｉ）と鉄（Ｆｅ）の各層を形成する。このとき
、奇数層に対してニッケル（Ｎｉ　）を、偶数層を鉄（
Ｆｅ　）になるように、同一線爆材料により回転体シャ
フト１０の１周の爆着が終了した時点で、他の線爆材料
に替えて、交互に線爆溶射を行う。

これによって得られたトルク検出器のトルク−検出出力
特性を第８図に示す。なお、このときの磁歪膜の膜厚は
、６５μｍであった。

第８図のトルク−検出出力特性においては、検出出力の
値にバラツキがみられ、検出器として必ずしも好ましい
特性とは言い難い。そこで、第８図のトルク−検出出力
特性を有するトルク検出器の回転体シャフト１０を、１
０００℃の真空中で１時間の熱処理を行い、ニッケルと
鉄を拡散・合金化したものにおいては、第９図のトルク
−検出出力特性が得られた。

図から判るように、トルク−検出出力特性が検出器とし
て、非常に良好な直線性が得られた。そして、第−実、
流側のニッケル膜のみの場合と比較して感度が、印加電
圧＋ＶＢ−１０Ｖにおいて１゜２倍に、８．８■におい
て１．５倍に、７．５ｖにおいて約２倍程度に増感して
いる。

そして、上記第−実施例及び第二実施例のトルク−検出
出力特性から、線爆材料として合金を用いた場合も、同
様の結果が得られることが類推で−きる。

ここで、従来技術の回転体シャフト１０に、ニッケルメ
ッキで磁歪膜を形成したトルク検出器を、第４図のトル
ク検出器の回路構成によって得たトルク−検出出力特性
を第１１図に示す。そして、　　　　゛アモルファス帯
を８枚回戦体シャフト１０に貼着して用いたもののトル
ク−検出出力特性を第１２図に示す。そして、アモルフ
ァス薄帯にスリットを入れたトルク検出器のトルク−検
出出力特性を第１３図に示す。

上記従来の３者に比較して、本発明のトルク検出特性は
その出力が低く、１／１０〜１１５０程度であることが
判る。しかし、本発明のトルク−検出出力特性はその直
線性が良好であることから、増幅器によって任意の出力
を得ればよいから、トルク検出器としての使用が可能で
あることが分φ。

なお、上記実施例では、磁歪検出回路として、マルヂバ
イブレータ回路５０と交流−直流変換回路６０、出力バ
ランス調整回路７０で構成される回路を用いたが、本発
明を実施する場合には、上記回路に限定されるものでは
なく、トルクが加わることによって、磁歪膜の磁歪効果
を利用して検出コイルのインダクタンスの変化を検出す
る回路であればよい。

また、回転体シャフトに磁歪金属をａｍ溶射して磁歪膜
を形成したものの表面に、更に電解メッキによってその
上に磁歪膜を形成するものにあっては、電解メッキのみ
によって磁歪膜を形成する場合に比較して、磁歪膜の生
成加工に要する時間が長くなるが、その膜厚の制御が容
易になる。

上記のように本発明にかかるトルク検出器は、回転体シ
ャフトに磁歪金属を線爆溶射によって形成した磁歪膜と
、前記磁歪膜に生じた磁歪を検出する磁歪検出回路から
構成されるものである。

したがって、本発明は回転体シャフトに形成する磁歪膜
を、磁歪金属である線爆材料に高電圧・大電流を加えて
線爆溶射することにより、ｌｌ１ｌ爆材料を高速飛散さ
せ、回転体シャフト表面に高速で衝突させることによっ
て線爆材料を回転体シャフト表面にめり込ませ、回転体
シャフトの表面に形成する磁歪膜との間の密着強度を強
固にするものである。このとき、複数のＩｉ１爆材料に
高電圧・大電流を印加して、線爆溶射させればよいから
、磁歪膜の生成時間を短くすることができる。

［発明の効果］以上のように、本発明のトルク検出器は回転体シャフト
に磁歪金属を線爆溶射して磁歪膜を形成したものである
から、回転体シャフトの表面に形成する磁歪膜と回転体
シャフトとの間の密着強度を大きくすることができる。

また°、複数の線爆材料に高電圧・大電流を印加してｌ
ｉｔ爆溶銅溶射ばよいから、電解メッキによって磁歪膜
を形成する場合に比較して、磁歪膜の生成に要する時間
を短くすることができる。

また、別の発明においては、回転体シャフトに磁歪金属
をＩ／ｌＡｗＡ溶射すると共に、前記Ｉ！爆溶射後に熱
処理を施して形成した磁歪膜と、前記磁歪膜に生ずる磁
歪を検出する磁歪検出回路とを備えるものであるから、
熱処理によってトルク検出器の検出出力を大きくし、し
かも、直線性を良好にすることができる。

更に、別の発明においては、回転体シャフトに複数の磁
歪金属を交互に線爆溶射すると共に、前記線爆溶射優に
熱処理を施して形成した磁歪膜と、前記磁歪膜に生ずる
磁歪を検出する磁歪検出回路とを備えるものであるから
、線爆材料として合金を用いることなく線爆溶射し、結
果的に、合金の１！爛溶射と同様の性状を持たせること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１ｍ爆溶射の溶射方法の一例を示す基
本原理図、第２図は線爆溶射する回転体シャフトの停止
位置を示す説明図、第３図は本発明の一実施例のトルク
検出器を製造する回転体シャフトに磁歪金属を線爆溶射
する方法を説明する説明図、第４図は本発明の磁歪金属
を線爆溶射した回転体シャフトをトルク検出器として用
いる一実施例を示す回路構成図、第５図は本発明の一実
施例の回転体シャフトに磁歪金属を線爆溶射した場合の
トルク−検出出力特性図、第６図は本発明の一実施例の
回転体シャフトに磁歪金属を線爆溶射した後熱処理した
場合のトルク−検出出力特性図、第７図はＦｅ　−Ｎｉ
　！ｉ磁歪膜構成概略図、第８図は本発明の他の実施例
の回転体シャフトにＦｅとＮｉの磁歪金属を線爆溶射し
た場合のトルク−検出出力特性図、第９図は本発明の他
の実施例の回転体シャフトにＦｅとＮｉの磁歪金属を線
爆溶射した後熱処理した場合のトルク−検出出力特性図
、第１０図は従来の回転体シャフトに磁歪膜を形成した
トルク検出器として用いた回路構成図、第１１図及び第
１２図及び第１３図は従来の回転体シャフトに磁歪膜を
形成したトルク検出器のトルク−検出出力特性図である
。図において、１０・・・回転体シャフト、１５．１６・・・磁歪膜、５０・・・マルチバイブレータ回路、６０・・・交流−直流変換回路、７０・・・出力バランス調整回路、である。なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転体シャフトに磁歪金属を線爆溶射することに
より形成した磁歪膜と、前記磁歪膜に生ずる磁歪を検出
する磁歪検出回路とを備えることを特徴とするトルク検
出器。
（２）回転体シャフトに磁歪金属を線爆溶射すると共に
、前記線爆溶射後に熱処理を施して形成した磁歪膜と、
前記磁歪膜に生ずる磁歪を検出する磁歪検出回路とを備
えることを特徴とするトルク検出器。
（３）前記磁歪膜は、複数の磁歪金属を交互に線爆溶射
すると共に、前記線爆溶射後に熱処理を施して形成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
記載のトルク検出器。
（４）前記磁歪金属は、前記回転体シャフトに螺旋状に
適宜間隔を配して形成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第２項に記載のトルク検出器。
（５）前記磁歪金属の螺旋方向を互いに逆方向に配設し
、一対の磁歪膜を形成したことを特徴とする特許請求の
範囲第４項に記載のトルク検出器。
（６）前記磁歪膜は、回転体シャフトの周囲の線爆溶射
を複数回繰り返し行って形成したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項に記載のトルク検出器。
（７）前記磁歪金属は、ニッケル、鉄、コバルト等の遷
移金属を主体とする磁歪材としたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項に記載のトルク検出器。
（８）前記磁歪検出回路は、磁歪膜に対向して筒状に巻
回された電気コイルを備えることを特徴とする特許請求
の範囲第１項または第２項に記載のトルク検出器。
（９）前記磁歪検出回路は、前記電磁コイルを励振する
励振回路を備えていることを特徴とする特許請求の範囲
第８項に記載のトルク検出器。