JPH02154130A - 歪検出器 - Google Patents
歪検出器Info
- Publication number
- JPH02154130A JPH02154130A JP63309219A JP30921988A JPH02154130A JP H02154130 A JPH02154130 A JP H02154130A JP 63309219 A JP63309219 A JP 63309219A JP 30921988 A JP30921988 A JP 30921988A JP H02154130 A JPH02154130 A JP H02154130A
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- Japan
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- magnetic
- detection
- detection coils
- strain
- shield
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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〕
この発明は、例えば回転軸などの受動軸の軸トルク等に
よる歪を検出する歪検出器に関するものである。
よる歪を検出する歪検出器に関するものである。
第２図は例えば特開昭５７−２１１０３０号公報に示さ
れた従来の歪検出器であり、１はトルクを受ける受動軸
、２．３は受動軸１にシェブロン形状に固着され、受動
軸１に印加されたトルクによって発生する歪量に応じて
透磁率が変化する磁歪素片群であり、それぞれ＋４５′
、−４５′″に配置されている。４．５は磁歪素片群２
．３の周囲に巻回され、それぞれの透磁率変化を検出す
る検出コイルである。
れた従来の歪検出器であり、１はトルクを受ける受動軸
、２．３は受動軸１にシェブロン形状に固着され、受動
軸１に印加されたトルクによって発生する歪量に応じて
透磁率が変化する磁歪素片群であり、それぞれ＋４５′
、−４５′″に配置されている。４．５は磁歪素片群２
．３の周囲に巻回され、それぞれの透磁率変化を検出す
る検出コイルである。
次に、動作について説明する。受動軸１に外部からトル
クが印加されると磁歪素片群２．３の一方に引張力とし
て作用し、他方に圧縮力として作用する。一般に、磁性
材料に応力が加わるとその磁気的性質が変化し、結果と
して透磁率の変化をもたらす、この現象は機械エネルギ
を電気エネルギに変換する磁歪変換器で使われ、磁性体
を変形させると変形量に応じて透磁率が変化するＶｉｌ
ｌａｒｉ効果に相当する。又、磁歪の大きさを定量的に
表す磁歪定数が正の場合、引張力により透磁率が増大し
、圧縮力により透磁率が減少すること、及び磁歪定数が
負の場合は逆の結果となることも知られている。従って
、外部から印加されたトルク量に応じた変形により磁歪
素片群２．３の透磁率が変化し、検出コイル４．５はこ
の透磁率変化を磁気的インピーダンスの変化として検出
する。
クが印加されると磁歪素片群２．３の一方に引張力とし
て作用し、他方に圧縮力として作用する。一般に、磁性
材料に応力が加わるとその磁気的性質が変化し、結果と
して透磁率の変化をもたらす、この現象は機械エネルギ
を電気エネルギに変換する磁歪変換器で使われ、磁性体
を変形させると変形量に応じて透磁率が変化するＶｉｌ
ｌａｒｉ効果に相当する。又、磁歪の大きさを定量的に
表す磁歪定数が正の場合、引張力により透磁率が増大し
、圧縮力により透磁率が減少すること、及び磁歪定数が
負の場合は逆の結果となることも知られている。従って
、外部から印加されたトルク量に応じた変形により磁歪
素片群２．３の透磁率が変化し、検出コイル４．５はこ
の透磁率変化を磁気的インピーダンスの変化として検出
する。
又、特開昭６０−２６０８２１号公報では検出コイルの
外側に磁束漏れを防止するためにＣｏ−Ｎｉ系非晶質磁
性合金からなる磁性ヨークを配設したトルクセンサが示
されている。
外側に磁束漏れを防止するためにＣｏ−Ｎｉ系非晶質磁
性合金からなる磁性ヨークを配設したトルクセンサが示
されている。
（発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記した従来装置ではシールドが設けて
なく、外乱磁界からの保護が充分でなかった。又、（■
性ヨークの支持構造が明確でなく、磁性ヨークに他の部
材から熱応力が印加されて磁気的特性に変化を生じるな
どの課題があった。
なく、外乱磁界からの保護が充分でなかった。又、（■
性ヨークの支持構造が明確でなく、磁性ヨークに他の部
材から熱応力が印加されて磁気的特性に変化を生じるな
どの課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するために成された
ものであり、外乱磁界からの保護を充分に行うことがで
き、かつ磁性ヨークに他の部材からの応力が印加される
ことがな（、正確な歪検出を行うことができる歪検出器
を得ることを目的とする。
ものであり、外乱磁界からの保護を充分に行うことがで
き、かつ磁性ヨークに他の部材からの応力が印加される
ことがな（、正確な歪検出を行うことができる歪検出器
を得ることを目的とする。
又、第２の発明は、上記目的に加えて、巻線作業を容易
にするとともに、磁性ヨークの相互干渉を防止すること
を目的とする。
にするとともに、磁性ヨークの相互干渉を防止すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段ｊ
この発明の第１の発明に係る歪検出器は、検出コイルの
外周に間隔をおいて設けられた磁性ヨークと、磁性ヨー
クの外周に間隔をおいて設けられるとともに非磁性金属
により形成されたシールドを設けたものである。
外周に間隔をおいて設けられた磁性ヨークと、磁性ヨー
クの外周に間隔をおいて設けられるとともに非磁性金属
により形成されたシールドを設けたものである。
又、第２の発明に係る歪検出器は、一対の磁歪素片群の
外周に設けられた一体形のコイルボビンと、コイルボビ
ンに各磁歪素片群とそれぞれ対応して巻回された一対の
検出コイルと、各検出コイルの外周にそれぞれ間隔をあ
けて設けられた一対の磁性ヨークと、各磁性ヨークの外
周に間隔をおいて設けられたシールドを設けたものであ
る。
外周に設けられた一体形のコイルボビンと、コイルボビ
ンに各磁歪素片群とそれぞれ対応して巻回された一対の
検出コイルと、各検出コイルの外周にそれぞれ間隔をあ
けて設けられた一対の磁性ヨークと、各磁性ヨークの外
周に間隔をおいて設けられたシールドを設けたものであ
る。
〔作 用］
この発明におけるシールドは、外乱磁界を遮蔽する。又
、磁性ヨークは検出コイル及びシールドと間隔をあけて
設けられており、他の部材からの応力を受けない。
、磁性ヨークは検出コイル及びシールドと間隔をあけて
設けられており、他の部材からの応力を受けない。
又、第２の発明における一対の検出コイルは一体形のコ
イルボビンに巻回され、一対の磁性ヨークは各検出コイ
ルの外周にそれぞれ設けられる。
イルボビンに巻回され、一対の磁性ヨークは各検出コイ
ルの外周にそれぞれ設けられる。
〔実施例］
以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図はこの発明の第１実施例による構成を示し、６は受動
軸１の中心軸、７，８は従来の磁歪素片群２．３と同形
状に形成された一対の磁歪素片群で、パーマロイ、アモ
ルファス磁性合金等の磁歪定数が大きい商運るＨ率軟磁
性材から形成されている。９．１０は受動軸１の軸受、
１１は各磁歪素片群７，８の外周を囲むように軸受９，
１０に支持された一体形のコイルボビン、４．５はコイ
ルボビン１１に磁歪素片群７，８と対応して巻回された
検出コイルである。１２．．１３はＦｅ Ｎｉ系、Ｆ
ｅ−Ｃｏ系アモルファス、ＰＣパーマロイ等の高透磁率
軟磁性材から成り、磁歪定数が１〜３程度の磁性ヨーク
で、磁性ヨーク１２．１３は検出コイル４．５の外周に
空隙部１４．１５を介して配置され、その両端は一体形
のコイルボビン１１に粘着テープなどにより固定支持さ
れる。１６は磁性ヨーク１２．１３の外周に設けられた
シールドで、両端及び中央部をコイルボビンにより支持
され、磁性ヨーク１２．１３との間に空隙部１７１８が
形成される。又、シールド１６はＣｕ、 Ａ／などの非
磁性金属材料から形成される。１９は検出コイル４，５
の出力側に接続された検出回路である。
図はこの発明の第１実施例による構成を示し、６は受動
軸１の中心軸、７，８は従来の磁歪素片群２．３と同形
状に形成された一対の磁歪素片群で、パーマロイ、アモ
ルファス磁性合金等の磁歪定数が大きい商運るＨ率軟磁
性材から形成されている。９．１０は受動軸１の軸受、
１１は各磁歪素片群７，８の外周を囲むように軸受９，
１０に支持された一体形のコイルボビン、４．５はコイ
ルボビン１１に磁歪素片群７，８と対応して巻回された
検出コイルである。１２．．１３はＦｅ Ｎｉ系、Ｆ
ｅ−Ｃｏ系アモルファス、ＰＣパーマロイ等の高透磁率
軟磁性材から成り、磁歪定数が１〜３程度の磁性ヨーク
で、磁性ヨーク１２．１３は検出コイル４．５の外周に
空隙部１４．１５を介して配置され、その両端は一体形
のコイルボビン１１に粘着テープなどにより固定支持さ
れる。１６は磁性ヨーク１２．１３の外周に設けられた
シールドで、両端及び中央部をコイルボビンにより支持
され、磁性ヨーク１２．１３との間に空隙部１７１８が
形成される。又、シールド１６はＣｕ、 Ａ／などの非
磁性金属材料から形成される。１９は検出コイル４，５
の出力側に接続された検出回路である。
次に、上記構成の歪検出器の動作について説明する。受
動軸１に外部からトルクが印加されると各磁歪素片群７
，８は歪を生じ、この歪に応した透６ｎ率変化を生じる
。検出コイル４，５はこの透磁率変化を磁気的インピー
ダンスの変化として検出し、各検出々力を入力された検
出回路１９はその差動出力を歪検出々力Ｖとして出力す
る。磁性ヨーク１２．１３は検出コイル４．５から発生
した磁束を通流させる働きがあり、検出コイル４゜５か
ら見た磁気的インピーダンスを下げ、感度を高めて効率
を上げることができ、また検出コイル４．５を低電流で
駆動することができるので検出コイル４．５の発熱を押
さえてパワー・オン・ドリフトを小さくすることができ
る。シールド１６は非磁性金属により形成されており、
第３図に示すように高周波駆動時に表皮効果により磁束
の表皮深さが小さくなり、外部磁界の浸入を防止するこ
とができる。
動軸１に外部からトルクが印加されると各磁歪素片群７
，８は歪を生じ、この歪に応した透６ｎ率変化を生じる
。検出コイル４，５はこの透磁率変化を磁気的インピー
ダンスの変化として検出し、各検出々力を入力された検
出回路１９はその差動出力を歪検出々力Ｖとして出力す
る。磁性ヨーク１２．１３は検出コイル４．５から発生
した磁束を通流させる働きがあり、検出コイル４゜５か
ら見た磁気的インピーダンスを下げ、感度を高めて効率
を上げることができ、また検出コイル４．５を低電流で
駆動することができるので検出コイル４．５の発熱を押
さえてパワー・オン・ドリフトを小さくすることができ
る。シールド１６は非磁性金属により形成されており、
第３図に示すように高周波駆動時に表皮効果により磁束
の表皮深さが小さくなり、外部磁界の浸入を防止するこ
とができる。
上記実施例ではシールド１６を設けたことにより外乱磁
界の浸入を防止することができ、また磁性ヨーク１２．
１３は検出コイル４．５及びシールド１６との間に空隙
部１４□ １５，１７．１８を設けており、これらの部
材との線膨張係数の相違による熱応力の発生と伝播を防
止することができ、歪検出の精度を高めることができる
。又、体形コイルポビン１１の採用により巻線工程が簡
略化され、巻線寸法精度を向上することができる。
界の浸入を防止することができ、また磁性ヨーク１２．
１３は検出コイル４．５及びシールド１６との間に空隙
部１４□ １５，１７．１８を設けており、これらの部
材との線膨張係数の相違による熱応力の発生と伝播を防
止することができ、歪検出の精度を高めることができる
。又、体形コイルポビン１１の採用により巻線工程が簡
略化され、巻線寸法精度を向上することができる。
また、磁性ヨーク１２．１３を一体とせず分割構造にし
たことにより磁気インピーダンスの相互干渉を防止する
ことができる。さらに、磁性ヨーク１２．１３はけ歪定
数が雰に近い部材により形成したので、可聴周波駆動時
の磁歪音の発生が防止され、余分な応力外乱に対する磁
気的インピーダンスの感度を低域することができる。
たことにより磁気インピーダンスの相互干渉を防止する
ことができる。さらに、磁性ヨーク１２．１３はけ歪定
数が雰に近い部材により形成したので、可聴周波駆動時
の磁歪音の発生が防止され、余分な応力外乱に対する磁
気的インピーダンスの感度を低域することができる。
第４図はこの発明の第２の実施例を示し、この実施例で
は磁性ヨーク１２．１３を５〜２０ターンの多層構造と
しており、高周波駆動の際の発熱を防止することができ
る。
は磁性ヨーク１２．１３を５〜２０ターンの多層構造と
しており、高周波駆動の際の発熱を防止することができ
る。
第５図はこの発明の第３の実施例を示し、この実施例で
はシールド１６の外周にやはり非磁性金属からなるシー
ルド２０を設けており、シールド効果をさらに高めるこ
とができる。シールド１６は強度が強いので、シールド
２０の巻き付はボビンの機能を果すことができる。
はシールド１６の外周にやはり非磁性金属からなるシー
ルド２０を設けており、シールド効果をさらに高めるこ
とができる。シールド１６は強度が強いので、シールド
２０の巻き付はボビンの機能を果すことができる。
以上のようにこの発明の第１の発明によれば、磁性ヨー
クの外周にシールドを設けたので外乱磁界の浸入を防止
することができ、また磁性ヨークと検出コイル及びシー
ルドとの間に空隙部を設けたので磁気シールドは熱応力
を受けることがなくなり、歪検出精度を向上することが
できる。
クの外周にシールドを設けたので外乱磁界の浸入を防止
することができ、また磁性ヨークと検出コイル及びシー
ルドとの間に空隙部を設けたので磁気シールドは熱応力
を受けることがなくなり、歪検出精度を向上することが
できる。
又、第２の発明においては、上記効果に加えて、一対の
検出コイルに対するコイルボビンを一体形としており、
巻線作業を容易にし、寸法精度を向上することができる
。又、ｉｆｆ性ヨークを分割構造にしたことにより磁気
インピーダンスの相互干渉を防止することができ、検出
精度を高めることができる。
検出コイルに対するコイルボビンを一体形としており、
巻線作業を容易にし、寸法精度を向上することができる
。又、ｉｆｆ性ヨークを分割構造にしたことにより磁気
インピーダンスの相互干渉を防止することができ、検出
精度を高めることができる。
第１図はこの発明の第１の実施例による歪検出器の断面
図、第２図は従来の歪検出器の構成図、第３図は磁束表
皮深さの特性図、第４図及び第５図はこの発明の第２及
び第３の実施例による歪検出器の断面図である。 １・・・受動軸、４．５・・・検出コイル、７，８・・
・磁歪素片群、１１・・・コイルボビン、１２．１３・
・・磁性ヨーク、１４．１５．１７．１８・・・空隙部
、１６．２０・・・シールド。 なお、Ｖ中間−符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第 ！ 図
図、第２図は従来の歪検出器の構成図、第３図は磁束表
皮深さの特性図、第４図及び第５図はこの発明の第２及
び第３の実施例による歪検出器の断面図である。 １・・・受動軸、４．５・・・検出コイル、７，８・・
・磁歪素片群、１１・・・コイルボビン、１２．１３・
・・磁性ヨーク、１４．１５．１７．１８・・・空隙部
、１６．２０・・・シールド。 なお、Ｖ中間−符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第 ！ 図
Claims (2)
- （１） 応力を印加される受動軸と、高透磁率軟磁性材
から形成されるとともに受動軸上に固着され、歪に応じ
た透磁率変化を生じる磁歪素片群と、磁歪素片群の周囲
に巻回され、磁歪素片群の透磁率変化を検出する検出コ
イルと、検出コイルの外周に間隔をおいて設けられると
ともに高透磁率軟磁性材から形成された磁性ヨークと、
磁性ヨークの外周に間隔をおいて設けられたシールドを
備えたことを特徴とする歪検出器。 - （２） 応力を印加される受動軸と、高透磁率軟磁性材
から形成されるとともに受動軸上に固着され、歪に応じ
た透磁率変化を生じる一対の磁歪素片群と、各磁歪素片
群の外周に設けられた一体形のコイルボビンと、コイル
ボビンに各磁歪素片群とそれぞれ対応して巻回され、各
磁歪素片群の透磁率変化を検出する一対の検出コイルと
、各検出コイルの外周にそれぞれ間隔をおいて設けられ
るとともに高透磁率軟磁性材から形成された一対の磁性
ヨークと、各磁性ヨークの外周に間隔をおいて設けられ
たシールドを備えたことを特徴とする歪検出器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63309219A JPH02154130A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 歪検出器 |
| KR1019890016818A KR920010310B1 (ko) | 1988-12-06 | 1989-11-20 | 왜곡 검출 장치 |
| US07/444,808 US4986137A (en) | 1988-12-06 | 1989-12-01 | Strain detector with magnetostrictive elements |
| DE3940220A DE3940220A1 (de) | 1988-12-06 | 1989-12-05 | Belastungsdetektor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63309219A JPH02154130A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 歪検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02154130A true JPH02154130A (ja) | 1990-06-13 |
Family
ID=17990366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63309219A Pending JPH02154130A (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 歪検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02154130A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04276533A (ja) * | 1991-03-04 | 1992-10-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トルクセンサ |
| US5353649A (en) * | 1991-03-04 | 1994-10-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-contact detecting type torque sensor |
| EP1464936A3 (en) * | 2003-04-02 | 2004-11-24 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Torque sensor |
-
1988
- 1988-12-06 JP JP63309219A patent/JPH02154130A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04276533A (ja) * | 1991-03-04 | 1992-10-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トルクセンサ |
| US5353649A (en) * | 1991-03-04 | 1994-10-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-contact detecting type torque sensor |
| EP1464936A3 (en) * | 2003-04-02 | 2004-11-24 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Torque sensor |
| US7013741B2 (en) | 2003-04-02 | 2006-03-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Torque sensor |
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