JPS63215927A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
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- JPS63215927A JPS63215927A JP4929787A JP4929787A JPS63215927A JP S63215927 A JPS63215927 A JP S63215927A JP 4929787 A JP4929787 A JP 4929787A JP 4929787 A JP4929787 A JP 4929787A JP S63215927 A JPS63215927 A JP S63215927A
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- Japan
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- shaft
- torque
- alloy
- magnetostrictive
- thin band
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- Pending
Links
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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、回転軸に伝わるトルクを、非接触で検出でき
るトルクセンサに関するものである。
るトルクセンサに関するものである。
従来の技術
従来より、磁歪合金の応力−磁気効果を用いてトルクを
検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号公報等）。
検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号公報等）。
この方法は、磁歪合金に加えられた応力による歪みが、
応力−磁気効果によって磁歪合金の透磁率を変化させる
ことを利用している。すなわち、回転軸（トルク伝達軸
）にトルクが加わると軸が捩れ、伝達軸表面に歪みが発
生する。その結果、軸表面に固定された磁歪合金にも歪
みが生じ、合金の透磁率が変化する。この変化をコイル
のインダクタンス変化の形で検出するため、非接触でト
ルク検出ができるという特徴がある。
応力−磁気効果によって磁歪合金の透磁率を変化させる
ことを利用している。すなわち、回転軸（トルク伝達軸
）にトルクが加わると軸が捩れ、伝達軸表面に歪みが発
生する。その結果、軸表面に固定された磁歪合金にも歪
みが生じ、合金の透磁率が変化する。この変化をコイル
のインダクタンス変化の形で検出するため、非接触でト
ルク検出ができるという特徴がある。
発明が解決しようとする問題点
従来の方法では、磁歪を有する磁性合金をトルク伝達軸
に貼り付ける手段として、接着剤や溶接などの方法を用
いていたが、これらの方法では接着強度があまり太き（
なく、トルクによる伝達軸の捩れがある程度以上になる
とはがれてしまうという欠点があった。
に貼り付ける手段として、接着剤や溶接などの方法を用
いていたが、これらの方法では接着強度があまり太き（
なく、トルクによる伝達軸の捩れがある程度以上になる
とはがれてしまうという欠点があった。
また、樹脂を用いた接着剤では約１００℃以上で軟化し
、貼り付けた磁歪合金に伝達軸表面の歪みが充分に伝わ
らないという問題もあった。
、貼り付けた磁歪合金に伝達軸表面の歪みが充分に伝わ
らないという問題もあった。
問題点を解決するための手段
溶融した磁歪を有する磁性合金をトルク伝達軸に接触凝
固させて軸表面に形成した合金薄帯を用いてトルク検出
部を構成する。
固させて軸表面に形成した合金薄帯を用いてトルク検出
部を構成する。
作用
トルク検出用の磁歪合金と回転軸との境界面が薄帯形成
時に溶着されているため、強固な接着状態が得られる。
時に溶着されているため、強固な接着状態が得られる。
実施例
以下に本発明による一実施例を図面を用いて説明する。
第３図は従来のアモルファス合金等の薄帯製造法の模式
図である。合金をルツボ６に入れヒーター７で融解し、
ルツボ６の底部にあるノズルからガス圧で噴出させる。
図である。合金をルツボ６に入れヒーター７で融解し、
ルツボ６の底部にあるノズルからガス圧で噴出させる。
ノズルから噴出した溶融金属８は、回転する冷却ロール
５に接触することによって急冷され、結晶またはアモル
ファスの金属薄帯９となる。このとき冷却ロール５と溶
融金属８との組成が近いと、両者の接触面で溶着が起こ
りロール５に貼り付いてしまうので、金属８が固まると
同時に刃１０を用いて冷却ロー５から剥がすようにして
いる。従来では、このようにして作製した磁歪合金薄帯
を、トルク伝達軸に貼りつけてトルクセンサを構成して
いた。
５に接触することによって急冷され、結晶またはアモル
ファスの金属薄帯９となる。このとき冷却ロール５と溶
融金属８との組成が近いと、両者の接触面で溶着が起こ
りロール５に貼り付いてしまうので、金属８が固まると
同時に刃１０を用いて冷却ロー５から剥がすようにして
いる。従来では、このようにして作製した磁歪合金薄帯
を、トルク伝達軸に貼りつけてトルクセンサを構成して
いた。
第２図は本発明の薄帯製造法の模式図である。
ここではトルクセンサに使用されるトルク伝達軸を直接
冷却用ロールとして用い、溶融金属とロールの溶着を利
用して薄帯作製と同時に軸に接着させる。薄帯作製時に
薄帯同士が重ならないようにするため、回転軸の軸方向
の移動速度をＶ、回転速度をω、薄帯の幅をｄとすると
、■とωとｄの間には次のような関係が成り立たなけれ
ばならない。
冷却用ロールとして用い、溶融金属とロールの溶着を利
用して薄帯作製と同時に軸に接着させる。薄帯作製時に
薄帯同士が重ならないようにするため、回転軸の軸方向
の移動速度をＶ、回転速度をω、薄帯の幅をｄとすると
、■とωとｄの間には次のような関係が成り立たなけれ
ばならない。
２π／ω ≧ ｄ ／ ｖ
第１図は以上の方法で作製した本発明の構成を斜視図に
よって示したものである。１はトルク伝達軸で、その表
面に磁歪を有するアモルファス合金薄帯が、上に述べた
方法で螺旋状に固定されている。検出原理は従来例と同
じで、軸に図の矢印の方向にトルクが加わると、磁歪を
有するアモルファス合金２に引っ張り応力が生じて、合
金の透磁率が変化する。その変化を検出コイル３のイン
ダクタンス変化という形で検出回路４が検出するという
ものである。
よって示したものである。１はトルク伝達軸で、その表
面に磁歪を有するアモルファス合金薄帯が、上に述べた
方法で螺旋状に固定されている。検出原理は従来例と同
じで、軸に図の矢印の方向にトルクが加わると、磁歪を
有するアモルファス合金２に引っ張り応力が生じて、合
金の透磁率が変化する。その変化を検出コイル３のイン
ダクタンス変化という形で検出回路４が検出するという
ものである。
第４図は第１図の矢印方向にトルクが加わった場合の、
従来例と本発明による実施例のセンサ出力を比較したも
のである。破線が従来例で実線が本発明を表している。
従来例と本発明による実施例のセンサ出力を比較したも
のである。破線が従来例で実線が本発明を表している。
従来例に比ベヒステリシスが大幅に減少しているのがわ
かる。接着剤は高温で軟化するため、このような効果は
温度が高（なるほど顕著になる。
かる。接着剤は高温で軟化するため、このような効果は
温度が高（なるほど顕著になる。
第５図は本発明による他の実施例の構成を模式図で示し
たものである。互いに螺旋の方向が異なる磁歪合金薄帯
２を隣り合うように軸１の表面に形成し、各々の検出用
コイル３を直列につないでそのインダクタンスの差を差
動式回路４で検出する。このような構成のトルクセンサ
に矢印方向にトルクが加わると、２ａには引っ張り応力
が、２ｂには圧縮応力が生じ、反対方向のトルクでは逆
になる。一般に磁歪合金は内部応力が発生したとき、第
６図のように引っ張り力と圧縮力とで透磁率の変化量が
異なるため、そのときのインダクタンスの差を出力とす
ると、トルクの方向によって出力の符号が変わる。この
ときのトルクセンサ出力を第７図に示す。したがって、
このような構成によってトルクの大きさだけでな（方向
の検出も可能になる。
たものである。互いに螺旋の方向が異なる磁歪合金薄帯
２を隣り合うように軸１の表面に形成し、各々の検出用
コイル３を直列につないでそのインダクタンスの差を差
動式回路４で検出する。このような構成のトルクセンサ
に矢印方向にトルクが加わると、２ａには引っ張り応力
が、２ｂには圧縮応力が生じ、反対方向のトルクでは逆
になる。一般に磁歪合金は内部応力が発生したとき、第
６図のように引っ張り力と圧縮力とで透磁率の変化量が
異なるため、そのときのインダクタンスの差を出力とす
ると、トルクの方向によって出力の符号が変わる。この
ときのトルクセンサ出力を第７図に示す。したがって、
このような構成によってトルクの大きさだけでな（方向
の検出も可能になる。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、溶融した磁歪を有
する合金をトル゛り伝達軸に接触凝固させることにより
軸表面に形成した合金薄帯を用いることにより、高い接
着強度を持つトルクセンサを得ることができる。
する合金をトル゛り伝達軸に接触凝固させることにより
軸表面に形成した合金薄帯を用いることにより、高い接
着強度を持つトルクセンサを得ることができる。
第１図は本発明の一実施例におけるトルクセンサの構成
を示す斜視図、第２図は同実施例の磁歪合金固定方法を
示す図、第３図は従来のアモルファス磁歪合金の製造方
法を示す図、第４図は同実施例と従来例の出力の比較図
、第５図は他の実施例の構成図、第６図は磁歪合金の応
力に対する出力例を示すグラフ、第７図は本発明の第２
の実施例の出力を示すグラフである。 １・・・トルク伝達軸、 ２，２ａ、２ｂ、９・・・磁
歪を有する合金薄帯、 ３・・・インダクタンス検出用
コイル、 ４・・・検出回路、 ５・・・冷却ロール、
６・・・ルツボ、 ７・・・加熱用ヒーター、 ８・・
・溶融金属、 １０・・・刃 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１２第 １ＴＩ
！Ｊ 第 ２ 図 第３図 ８溶融金属 窮 ４ 図 １０ ２０ ｙｇ ｒｎトルク
を示す斜視図、第２図は同実施例の磁歪合金固定方法を
示す図、第３図は従来のアモルファス磁歪合金の製造方
法を示す図、第４図は同実施例と従来例の出力の比較図
、第５図は他の実施例の構成図、第６図は磁歪合金の応
力に対する出力例を示すグラフ、第７図は本発明の第２
の実施例の出力を示すグラフである。 １・・・トルク伝達軸、 ２，２ａ、２ｂ、９・・・磁
歪を有する合金薄帯、 ３・・・インダクタンス検出用
コイル、 ４・・・検出回路、 ５・・・冷却ロール、
６・・・ルツボ、 ７・・・加熱用ヒーター、 ８・・
・溶融金属、 １０・・・刃 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１２第 １ＴＩ
！Ｊ 第 ２ 図 第３図 ８溶融金属 窮 ４ 図 １０ ２０ ｙｇ ｒｎトルク
Claims (2)
- （１）トルクを伝達する軸と、その軸の表面に溶融した
磁歪を有する合金を接触凝固させることにより形成され
た金属薄帯と、前記薄帯の回りに同心円状に巻回された
コイルと、前記コイルのインダクタンスを検出するため
の検出回路より成ることを特徴とするトルクセンサ。 - （２）金属薄帯がアモルファス合金より成ることを特徴
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 |
|---|---|---|---|
| JP4929787A JPS63215927A (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4929787A JPS63215927A (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | トルクセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63215927A true JPS63215927A (ja) | 1988-09-08 |
Family
ID=12826987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4929787A Pending JPS63215927A (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63215927A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5585574A (en) * | 1993-02-02 | 1996-12-17 | Mitsubishi Materials Corporation | Shaft having a magnetostrictive torque sensor and a method for making same |
| JP2009036728A (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Hitachi Metals Ltd | トルクセンサ |
-
1987
- 1987-03-04 JP JP4929787A patent/JPS63215927A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5585574A (en) * | 1993-02-02 | 1996-12-17 | Mitsubishi Materials Corporation | Shaft having a magnetostrictive torque sensor and a method for making same |
| JP2009036728A (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Hitachi Metals Ltd | トルクセンサ |
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