JPH02176436A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
- Publication number
- JPH02176436A JPH02176436A JP63332871A JP33287188A JPH02176436A JP H02176436 A JPH02176436 A JP H02176436A JP 63332871 A JP63332871 A JP 63332871A JP 33287188 A JP33287188 A JP 33287188A JP H02176436 A JPH02176436 A JP H02176436A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- magnetic
- torque sensor
- torque
- hollow cylinder
- 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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- Measuring Magnetic Variables (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
本発明はアモルファスの逆磁歪効果を応用し、軸に伝わ
るトルクを非接触に検出できるトルクセンサに関するも
のである。
るトルクを非接触に検出できるトルクセンサに関するも
のである。
従来の技術
従来、外力を受けた時に生じる歪を、歪によって磁気特
性の変化する材料を用いて透磁率変化に変化させ、これ
をコイルのインダクタンス変化として検出することが多
くなされてきた。例えば。
性の変化する材料を用いて透磁率変化に変化させ、これ
をコイルのインダクタンス変化として検出することが多
くなされてきた。例えば。
特開昭５９−１６３１４３号公報にあるトルクセンサが
この例に当たる。第４図にその構造を示す。
この例に当たる。第４図にその構造を示す。
図中１１は軸、１２は軸表面に接着された磁歪を有する
アモルファス合金、１３はその外側に配置されたコイル
である。軸にトルクが伝わると、その表面に歪が発生し
、アモルファス合金１２も歪む。磁歪の逆効果により透
磁率が変化い コイルのインダクタンスが変化する。こ
の変化を、検出回路により測定しトルクを検出している
。
アモルファス合金、１３はその外側に配置されたコイル
である。軸にトルクが伝わると、その表面に歪が発生し
、アモルファス合金１２も歪む。磁歪の逆効果により透
磁率が変化い コイルのインダクタンスが変化する。こ
の変化を、検出回路により測定しトルクを検出している
。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上述の構成のトルクセンサでは軸に鉄等
の磁性金属を用いると検出感度が小さくなるという問題
があった。また、コイル等の位置ぎめが困難であった。
の磁性金属を用いると検出感度が小さくなるという問題
があった。また、コイル等の位置ぎめが困難であった。
本発明は、このような従来技術の課題を解決することを
目的とする。
目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は、非磁性金属製中空円柱をしばりばめにより軸
の一部に固定し、固定された前記円柱の表面に磁歪を有
する軟磁性合金層を固着し、前記軟磁性合金と磁気回路
をなす磁気的検出手段を非接触に配置した基本構造を有
し、軸をトルクが伝わる時に前記円柱表面に発生する歪
を前記磁歪を有する軟磁性合金層の透磁率変化として前
記磁気的検出手段により測定しトルクを検出するように
したものである。
の一部に固定し、固定された前記円柱の表面に磁歪を有
する軟磁性合金層を固着し、前記軟磁性合金と磁気回路
をなす磁気的検出手段を非接触に配置した基本構造を有
し、軸をトルクが伝わる時に前記円柱表面に発生する歪
を前記磁歪を有する軟磁性合金層の透磁率変化として前
記磁気的検出手段により測定しトルクを検出するように
したものである。
作用
本発明は、磁歪を有する軟磁性合金を軸にしばりばめに
より固定した非磁性体の中空円筒上に固着することによ
り検出感度の低下を抑えることができる。また、必要に
応じて前記中空円筒の両端にベアリングを固定し、それ
を介してコイル等を回転自在に固定できるためボビン等
の取り付けが容易になる。
より固定した非磁性体の中空円筒上に固着することによ
り検出感度の低下を抑えることができる。また、必要に
応じて前記中空円筒の両端にベアリングを固定し、それ
を介してコイル等を回転自在に固定できるためボビン等
の取り付けが容易になる。
実施例
以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例１
第１図は本発明の一実施例におけるトルクセンサ本体の
一部切り欠き正面図である。図中１は５４５Ｃ鋼製の軸
であり、その表面に非磁性体であるチタン製の中空円柱
２がしばりばめにより取り付けである。５４５Ｃ軸１の
軸径は３５ｍｍである。
一部切り欠き正面図である。図中１は５４５Ｃ鋼製の軸
であり、その表面に非磁性体であるチタン製の中空円柱
２がしばりばめにより取り付けである。５４５Ｃ軸１の
軸径は３５ｍｍである。
チタン製中空円柱２の外径は３７ｍｍでしばりばめの公
差は７０７１ｍとした。アモルファス合金３はＦｅ−Ｎ
ｉ−Ｃｒ−５ｉ−Ｂの組成で超急冷片ロール法を用い、
厚み２０〜３０μｍ、幅３５ ｍｍ、 長さ２０ｍの
大きさで作製した。その物性は磁歪定数１１ＸＩＯ−６
飽和磁化１．１３（テスラ）、熱膨張率１１ＸＩＯ−６
（１／℃）であった。作製後エツチングにより幅が３４
．８關、長さは１００ｍｍの形状とし、その後キュリー
温度以上結晶化温度以下で熱処理を行い中空円筒２の外
径３７１１ＩＩ１１と同じまき癖をつげ、その後軸に固
定された中空円柱２の表面に接着した。
差は７０７１ｍとした。アモルファス合金３はＦｅ−Ｎ
ｉ−Ｃｒ−５ｉ−Ｂの組成で超急冷片ロール法を用い、
厚み２０〜３０μｍ、幅３５ ｍｍ、 長さ２０ｍの
大きさで作製した。その物性は磁歪定数１１ＸＩＯ−６
飽和磁化１．１３（テスラ）、熱膨張率１１ＸＩＯ−６
（１／℃）であった。作製後エツチングにより幅が３４
．８關、長さは１００ｍｍの形状とし、その後キュリー
温度以上結晶化温度以下で熱処理を行い中空円筒２の外
径３７１１ＩＩ１１と同じまき癖をつげ、その後軸に固
定された中空円柱２の表面に接着した。
接着はビスマレイミドトリアジン系の樹脂ＢＴ２１６４
（三菱瓦斯化学株式会社製）を用いて大気中１８０℃で
３時間行なった後、２５０℃でさらに２時間焼鈍した。
（三菱瓦斯化学株式会社製）を用いて大気中１８０℃で
３時間行なった後、２５０℃でさらに２時間焼鈍した。
中空円柱２０両端に取り付けられたボールベアリング４
を介して磁気ヨーク５が回転自在に軸１に固定されてい
る。磁気ヨーク５の内側にはボビン７に巻かれたコイル
６が固定されている。
を介して磁気ヨーク５が回転自在に軸１に固定されてい
る。磁気ヨーク５の内側にはボビン７に巻かれたコイル
６が固定されている。
第２図は本発明によるトルクセンサの出力を示したもの
である。図中実線は本発明に・よるトルクセンサの出力
である。破線は従来構成のトルクセンサで軸に直径３７
ｍｍの５４５Ｃを用いその表面に直接アモルファス磁性
合金を接着した場合の出力である。磁性体に印加した磁
界は３０ｋＨｚ、２エルステツドであった。図から明ら
かなように本発明によれば従来構成場合に比較して出力
が約３倍になっていることがわかる。
である。図中実線は本発明に・よるトルクセンサの出力
である。破線は従来構成のトルクセンサで軸に直径３７
ｍｍの５４５Ｃを用いその表面に直接アモルファス磁性
合金を接着した場合の出力である。磁性体に印加した磁
界は３０ｋＨｚ、２エルステツドであった。図から明ら
かなように本発明によれば従来構成場合に比較して出力
が約３倍になっていることがわかる。
上述の発明では非磁性体円筒としてチタン製のものを用
いたが、これ以外にもアルミニウム、銅、真鍮等を用い
ても同様の効果があることを確認している。
いたが、これ以外にもアルミニウム、銅、真鍮等を用い
ても同様の効果があることを確認している。
また、従来の構成のトルクセンサでは、コイル等の固定
に用いるが軸上での位置ぎめのために軸を切削加工する
必要があった。本発明によれば、中空円柱の両端にベア
リング４を固定すれば良く軸の加工は不用となり生産コ
ストの低減になる。
に用いるが軸上での位置ぎめのために軸を切削加工する
必要があった。本発明によれば、中空円柱の両端にベア
リング４を固定すれば良く軸の加工は不用となり生産コ
ストの低減になる。
単に感度を向上させるだけなら、軸表面に非磁性体のメ
ツキ等を施しても可能であるが、上述ようなベアリング
位置ぎめの働きは軸表面を非磁性体でメツキするような
方法では得られない。
ツキ等を施しても可能であるが、上述ようなベアリング
位置ぎめの働きは軸表面を非磁性体でメツキするような
方法では得られない。
実施例２
第３図は本発明による第２の実施例におけるトルクセン
サの軸の構造を示す図である。図中１ａは５４５Ｃ製の
軸表面にセレーション加工した部分である。この加工部
分にチタン製の中空円筒２を取り付は固定する構成とし
た。他の構成はすべて第１の実施例と同じである。
サの軸の構造を示す図である。図中１ａは５４５Ｃ製の
軸表面にセレーション加工した部分である。この加工部
分にチタン製の中空円筒２を取り付は固定する構成とし
た。他の構成はすべて第１の実施例と同じである。
このように、セレーションを用いることにより、軸１と
チタン製中空円柱のはめあい公差を厳密にしなくても中
空円柱２を軸１に固定することが可能になった。
チタン製中空円柱のはめあい公差を厳密にしなくても中
空円柱２を軸１に固定することが可能になった。
発明の効果
以上述べたよう゛に、本発明にかかるトルクセンサは、
トルクセンサの感度の向上ができる池、ボビン固定の位
置ぎめもベアリングを利用することにより容易になる。
トルクセンサの感度の向上ができる池、ボビン固定の位
置ぎめもベアリングを利用することにより容易になる。
第１図は本発明の第１実施例におけるトルクセンサの構
造を示す一部切り欠き正面図、第２図は同実施例におけ
るトルクセンサの出力グラフ、第３図は本発明の第２実
施例におけるトルクセンサの軸部分を一部切り欠き正面
図、第４図は従来のトルクセンサの一部切り欠き斜視図
である。 １・・・軸、１ａ・・・セレーション、２・・・非磁性
金属製中空円筒、３・・・アモルファス合金、４・・・
ボールベアリング、５・・・磁気ヨーク、６・・・コイ
ル、７・・・ボビン、１１・・・軸、１２・・・アモル
ファス磁性合金、 １３・・・コイル。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝はか１名画 図 ］０ トルク（Ｋｇｆｍ ）
造を示す一部切り欠き正面図、第２図は同実施例におけ
るトルクセンサの出力グラフ、第３図は本発明の第２実
施例におけるトルクセンサの軸部分を一部切り欠き正面
図、第４図は従来のトルクセンサの一部切り欠き斜視図
である。 １・・・軸、１ａ・・・セレーション、２・・・非磁性
金属製中空円筒、３・・・アモルファス合金、４・・・
ボールベアリング、５・・・磁気ヨーク、６・・・コイ
ル、７・・・ボビン、１１・・・軸、１２・・・アモル
ファス磁性合金、 １３・・・コイル。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝はか１名画 図 ］０ トルク（Ｋｇｆｍ ）
Claims (1)
- 非磁性金属製中空円柱がしばりばめにより軸の一部に固
定され、固定された前記円柱の表面に磁歪を有する軟磁
性合金層が固着され、その軟磁性合金と磁気回路をなす
磁気的検出手段が非接触で配置された基本構造を有する
トルクセンサであって、軸をトルクが伝わる時に前記円
柱表面に発生する歪が前記磁歪を有する軟磁性合金層の
透磁率変化として前記磁気的検出手段により測定され、
トルクが検出されることを特徴とするトルクセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63332871A JPH02176436A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63332871A JPH02176436A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | トルクセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02176436A true JPH02176436A (ja) | 1990-07-09 |
Family
ID=18259735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63332871A Pending JPH02176436A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02176436A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5353649A (en) * | 1991-03-04 | 1994-10-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-contact detecting type torque sensor |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6142180A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トルクセンサ |
| JPS61281931A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トルクセンサ |
| JPS62203027A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Honda Motor Co Ltd | トルクセンサ |
| JPS63145824A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-17 | Riken Corp | 高トルク伝達軸 |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP63332871A patent/JPH02176436A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6142180A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トルクセンサ |
| JPS61281931A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トルクセンサ |
| JPS62203027A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Honda Motor Co Ltd | トルクセンサ |
| JPS63145824A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-17 | Riken Corp | 高トルク伝達軸 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5353649A (en) * | 1991-03-04 | 1994-10-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-contact detecting type torque sensor |
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