JPH02280022A - Magnetostrictive torque detector - Google Patents

Magnetostrictive torque detector

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JPH02280022A
JPH02280022A JP10203989A JP10203989A JPH02280022A JP H02280022 A JPH02280022 A JP H02280022A JP 10203989 A JP10203989 A JP 10203989A JP 10203989 A JP10203989 A JP 10203989A JP H02280022 A JPH02280022 A JP H02280022A
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Japan
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shaft
measured
coil
bearing
axial direction
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JP10203989A
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Toru Takeuchi
徹 竹内
Junichi Maruyama
丸山 旬一
Katsutoshi Yamaguchi
勝利 山口
Toshio Fujimori
藤森 敏夫
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Nissan Motor Co Ltd
Nissan Motor Sales Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
Nissan Motor Sales Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent the error of an output caused by the relative dislocation by supporting a shaft to be measured with a supporting body through a bearing and holding a coil provided in the vicinity of a magnetic anisotropy part with the shaft to be measured through another bearing for coil. CONSTITUTION:The shaft 4 to be measured provided with magnetic anisotropy parts 6a, 6b is supported by a supporting body 2 through supporting bearings 3a, 3b, and coils 15a, 15b provided in the vicinity of the anisotropy parts 6a, 6b are held by the shaft 4 through other bearings 11a, 11b for coil. Accordingly, when a large load is applied to the shaft 4 in the axial direction, it is received by the supporting body 2 through the bearings 3a, 3b and no load is applied to the part for holding the coil. Also, since a coil casing 12 is energized in the axial direction by a tension spring 18, the relative dislocation in the axial direction of spiral grooves 5a, 5b of the shaft 4 and the coils 15a, 15b does not occur. In such a manner, an output error caused by the dislocation is eliminated and the torque can be exactly detected.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【発明の目的】[Purpose of the invention]

(産業上の利用分野) この発明は、磁気ひずみ効果によってトルクの検出を行
うのに利用される磁歪式トルク検出器に関するものであ
る。 (従来の技術) 第6図および第7図はこの種の磁気ひずみ効果を利用し
たトルク検出器の概略構造を示すものであって、この磁
歪式トルク検出器51は、定盤。 車体、建屋等の支持体52に被測定軸支持用軸受53a
、53bを介して被測定軸54を回転自在に支持させ、
この被測定軸54としては磁気ひずみ効果を有する例え
ばFe−13重量%An合金や機械構造用鋼(SCM、
SNCMなど)を素材としたものを用い、第7図(a)
(b)にも示すように、表面に軸方向と±45度の角度
をなし且つ円周方向に複数の部分らんせ状溝55a。 55bを左右において対称となるように形成してこれら
の部分で透磁率の表皮効果による形状的な磁気異方性部
56a 、56bを設け、前記支持体52の端部側には
軸受ストッパー57a、57bを設けると共に内周側に
はヨーク58をねじ59により固定し、このヨーク58
には、前記被測定軸54に設けた磁気異方性部56a 
、56bの近傍、すなわち、左右の部分らせん状溝55
a。 55bの各々の中心55a−c 、55b−cにコイル
60a、60bの中心60a−c、60b−cを一致さ
せたところに当該コイル60a。 60bを取り付け、前記ヨーク58およびコイル60a
、60bと被測定軸54との間で間隙61を設けた構造
をなすものである。 また、第8図(a)(b)に示すように、被611定軸
54として例えば同じ<Fe−13重量%An合金や機
械構造用m (SCM、SNCMなど)を素材としたも
のを用い、その表面に非磁性の電気良導体例えば銅より
なる部分らせん状薄膜65a、65bをめっきによって
形成することにより、これらの部分に形状的な磁気異方
性部56a 、56bを設けるようにしたものもあった
。さらには、第7図(a)(b)に示した部分らせん状
溝55a、55bの中に″非磁性の電気良導体例えば銅
を埋め込んで被測定軸54の表面を円周方向に滑らかな
ものにしたものもあった(例えば特開昭62−1851
36号公報)。 このような構造をもつ磁歪式トルク検出器51を用いて
トルクを検出する要領について説明すると、まず、トル
クの検出に先立って、第9図に示すように、二つのコイ
ル60a、60bと二つの抵抗66a 、66bとでブ
リッジ回路を形成し、対向する一方の接続点C−D間を
交流電源67の供給側(V i n)とし、対向する他
方の接続点A−B間を出力側(VD=VB−VA)とし
た回路構成とし、接続点C−D間を介して両コイル60
a、60bに各々交流の一定電圧(V i n)を加え
ておく、このようにすると、部分らせん状溝55a、5
5bや部分らせん状薄膜65a。 65bによって形成された形状磁気異方性部56a 、
56b 、間隙61.ヨーク58を通る磁気回路が両コ
イル60a、60bのまわりにそれぞれ形成される。 この状態において、被測定軸54に対して例えば右方向
にねじりトルクTが加わると、一方の部分らせん状溝5
5aや部分らせん状薄膜65aによって形成された一方
の磁気異方性部56aは引張変形を受けるとともに他方
の部分らせん状溝55bや部分らせん状薄膜65bによ
って形成された他方の磁気異方性部56bは圧縮変形を
受ける。例えば、磁歪定数入〉0を有する被測定軸54
を用いた場合には、引張変形では透磁率が増加し、圧縮
変形では透磁率が減少する。これによって、一方のコイ
ル60aのインダクタンスLAは増加し、他方のコイル
60bのインダクタンスLBは減少することになる。そ
して、被測定軸54に対して上記とは逆に左方向のねじ
りトルクが付加されたときには上記の場合と逆になる。 そこで、交流電源67により交流の一定電圧(V i 
n)を加えた状態で被測定軸54にトルクTが加えられ
ると、接続点A−B間における出力電圧VD (=VB
−VA)は、 XRo XV  i  n となる。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の磁歪式トルク検出器5
1にあっては、被測定軸54を支持する支持体52にヨ
ーク58を介してコイル60a。 60bが取り付けられており、被測定軸54に軸方向の
大きな負荷が加わった場合には、被611定軸54とコ
イル60a、60bとの間においてそれらの相対的な位
置が軸方向にずれるのを許す構造となっていたため、軸
方向の大きな負荷が加わった場合に左右の磁気異方性部
56a、56bのインダクタンスLA 、LBが変化し
、インダクタンスLA 、LBの差がトルク検出器51
の出力となるため、軸方向の負荷が加わることによって
出力誤差を生じることがあるという課題があった6 (発明の目的) この発明はこのような従来の課題に着目してなされたも
ので、被測定軸にその軸方向の大きな負荷が加わったと
きでもコイルを保持する部分には前記負荷が加わらない
ようにし、被測定軸とコイルとの間で軸方向の相対的な
位置ずれを生じないようにして出力の誤差を防止し、正
確なトルクの検出を行うことが可能である磁歪式トルク
検出器を提供することを目的としている。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a magnetostrictive torque detector used to detect torque using a magnetostrictive effect. (Prior Art) FIGS. 6 and 7 schematically show the structure of this type of torque detector that utilizes the magnetostrictive effect. This magnetostrictive torque detector 51 has a surface plate. A bearing 53a for supporting the shaft to be measured is attached to a support 52 such as a vehicle body or a building.
, 53b to rotatably support the shaft to be measured 54,
The shaft to be measured 54 is made of, for example, Fe-13% by weight An alloy, mechanical structural steel (SCM,
Figure 7 (a)
As also shown in (b), a plurality of partial spiral grooves 55a are formed on the surface at an angle of ±45 degrees with the axial direction and in the circumferential direction. 55b are formed symmetrically on the left and right sides, and these parts are provided with geometrical magnetic anisotropy parts 56a and 56b due to the skin effect of magnetic permeability, and on the end side of the support body 52, a bearing stopper 57a, 57b is provided, and a yoke 58 is fixed on the inner peripheral side with screws 59, and this yoke 58
, a magnetic anisotropic portion 56a provided on the shaft 54 to be measured.
, 56b, that is, the left and right partial spiral grooves 55
a. The coil 60a is located at a position where the centers 60a-c, 60b-c of the coils 60a, 60b are aligned with the centers 55a-c, 55b-c of each of the coils 55b. 60b, the yoke 58 and the coil 60a
, 60b and the shaft 54 to be measured, with a gap 61 provided therebetween. In addition, as shown in FIGS. 8(a) and 8(b), the fixed shaft 54 of the fixed shaft 611 may be made of, for example, the same <Fe-13% by weight An alloy or m for machine structures (SCM, SNCM, etc.). There is also one in which a partially spiral thin film 65a, 65b made of a non-magnetic electrically conductive material such as copper is formed by plating on the surface thereof, thereby providing geometrically magnetically anisotropic parts 56a, 56b in these parts. there were. Furthermore, the surface of the shaft 54 to be measured may be made smooth in the circumferential direction by embedding a non-magnetic electrically conductive material such as copper into the partial spiral grooves 55a and 55b shown in FIGS. 7(a) and 7(b). (For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-1851
Publication No. 36). To explain how to detect torque using the magnetostrictive torque detector 51 having such a structure, first, before detecting torque, as shown in FIG. A bridge circuit is formed with the resistors 66a and 66b, and one of the opposing connection points C and D is set as the supply side (V in) of the AC power source 67, and the other opposing connection point A and B is set as the output side (V in ). VD=VB-VA), and both coils 60 are connected through the connection point C-D.
By applying a constant alternating current voltage (V in ) to each of a and 60b, the partial spiral grooves 55a and 5
5b and partially spiral thin film 65a. Shape magnetic anisotropy portion 56a formed by 65b,
56b, gap 61. A magnetic circuit passing through the yoke 58 is formed around both coils 60a, 60b, respectively. In this state, when a torsional torque T is applied to the shaft 54 to be measured, for example in the right direction, one portion of the helical groove 5
5a and the partially spiral thin film 65a undergoes tensile deformation, and the other magnetically anisotropic section 56b formed by the other partially spiral groove 55b and the partially spiral thin film 65b undergoes tensile deformation. undergoes compressive deformation. For example, a shaft to be measured 54 having a magnetostriction constant of >0
When using , the magnetic permeability increases under tensile deformation and decreases under compressive deformation. As a result, the inductance LA of one coil 60a increases, and the inductance LB of the other coil 60b decreases. Then, when a torsional torque in the left direction is applied to the shaft 54 to be measured, contrary to the above case, the situation is reversed to the above case. Therefore, the alternating current constant voltage (V i
When torque T is applied to the measured shaft 54 with the voltage VD (= VB
-VA) becomes XRo XV in . (Problem to be Solved by the Invention) However, such a conventional magnetostrictive torque detector 5
In No. 1, a coil 60a is connected to a support 52 that supports a shaft 54 to be measured via a yoke 58. 60b is attached and a large axial load is applied to the shaft 54 to be measured, the relative positions of the fixed shaft 54 of the 611 and the coils 60a and 60b will shift in the axial direction. Therefore, when a large load is applied in the axial direction, the inductances LA and LB of the left and right magnetic anisotropic parts 56a and 56b change, and the difference between the inductances LA and LB is detected by the torque detector 51.
Therefore, there was a problem in that an output error could occur due to the addition of an axial load.6 (Objective of the Invention) This invention was made by focusing on such a conventional problem. Even when a large load is applied to the shaft to be measured in the axial direction, the load is not applied to the part that holds the coil, so that relative positional deviation in the axial direction does not occur between the shaft to be measured and the coil. It is an object of the present invention to provide a magnetostrictive torque detector that can prevent errors in output and accurately detect torque.

【発明の構成】[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) この発明は、少なくとも表面もしくは全体で磁気ひずみ
効果を有していると共に磁気異方性部を設けた被測定軸
を被測定軸支持用軸受を介して支持体に支持させ、前記
磁気異方性部の近傍にコイルを配設して当該コイルによ
り発生した磁束によって前記被測定軸の磁気異方性部を
通る磁気回路を形成させ、前記被測定軸に加えられるね
じりトルクによる当該被測定軸の変形により生ずる磁気
ひずみを利用して前記トルクを検出する磁歪式トルク検
出器において、前記コイルをコイル保持用軸受を介して
前記被測定軸に保持させてなる構成としたことを特徴と
しており、一実施態様においては前記コイルに対して軸
方向の力を加えたままの状態にした構成としたことを特
徴としており、このような構成を前述した従来の課題を
解決するための手段としている。 (発明の作用) この発明に係る磁歪式トルク検出器では、磁気異方性部
を設けた被測定軸を被測定軸支持用軸受を介して定盤、
車体、建屋等の支持体に支持させると共に、前記磁気異
方性部の近傍に配設されるコイルはコイル保持用軸受を
介して前記被測定軸に保持させてなる構成を有するもの
であるから。 被測定軸にその軸方向の大きな負荷が加わったときに、
この負荷は前記被測定軸支持用軸受を介して支持体によ
り受けるものとなり、コイルを保持する部分には前記負
荷が加わらないものとなるので、被測定軸とコイルとの
間での軸方向の相対的な位置ずれを生じないものとなり
、位置ずれにょる出力の誤差が解消されて正確なトルク
の検出がなされるようになるという作用がもたらされる
。 (実施例) 第1図はこの発明に係る磁気ひずみ効果を利用したトル
ク検出器の概略構造を示すものであって、この磁歪式ト
ルク検出器1は、定盤、車体。 建屋等の支持体2に被測定軸支持用軸受3a。 3bを介して被測定軸4を回転自在に支持させ、この被
測定軸4としては磁気ひずみ効果を有する例えばFe−
13重量%An合金や機械構造用鋼(SCM、SNCM
など)を素材としたものを用い、第7図に示したと同様
に、表面に軸方向と±45度の角度をなし且つ円周方向
に複数の部分らせん状溝5a、5bを左右において対称
となるように形成してこれらの部分で透磁率の表皮効果
による形状的な磁気異方性部6a 、6bを設け、前記
支持体2の端部側には軸受ストッパー7a。 7bを設けて位置決めとし、さらに前記被測定軸4の段
付部4a 、4bにコイル保持用軸受11a、llbを
設けて、これらのコイル保持用軸受11a、llbにコ
イルケーシング12を固定し、コイルケーシング12の
端部側には軸受ストッパー13a、13bを設けると共
に、コイルケーシング12の内周側にはヨーク14を固
定し、このヨーク14には、前記被測定軸4に設けた磁
気異方性部6a、6bの近傍、すなわち、左右の部分ら
せん状溝5a、5bの各々の中心にコイル15a、15
bの中心を一致させたところに当該コイル15a、15
bを取り付け、前記ヨーク14およびコイル15a、1
5bと被測定軸4との間で間隙16を設けると共に、支
持体2に設けたブラケット2aとコイルケーシング12
に設けたブラケッ)12aとの間に引張りばね18を掛
けて前記コイルケーシング12.ヨーク14およびコイ
ル15a、15bを軸方向(第1図右方向〕に付勢させ
ると共にコイルケーシング12゜ヨーク14およびコイ
ル15a、15bの回転止めとした構造をなすものであ
る。 このような構造をもつ磁歪式トルク検出器1を用いてト
ルクの検出を行うに際しても前述した第9図に示した回
路に接続してなされる。 このトルクの検出の間において、被測定軸4には、通常
の場合、純粋なトルクだけでなく、軸方向(スラスト方
向)の力、半径方向(ラジアル方向)の力9曲げ応力等
の負荷が加わっていることが多いが、この実施例に示す
トルク検出器1にあっては、これらの負荷は被測定軸支
持用軸受3a、3bを介して支持体2に伝達され、ヨー
ク14およびコイル15a、15bには前記負荷がいっ
さい加わらないものとなる。 また、コイル15a、15bはヨーク14を介してコイ
ルケーシング12に保持されていると共に引張りばね1
8によって軸方向(第1図右方向)に付勢されたものと
なっているので、被測定軸4に形成した部分らせん状y
t5a、5bとコイル15a、15bとの間の軸方向に
おける相対位置の変動を著しく小さなものにおさ民るこ
とができる。 さらに、使用条件にもよるが例えば温度の上昇によって
生ずる軸方向の熱膨張をあらかじめ考慮に入れておき、
コイルケーシング12およびヨーク14の材質を選定し
て、温度が上昇したときでも部分らせん状溝5a、5b
の中心とコイル15a、15bの中心とが一致するよう
になすことにより熱膨張の影響を小さなものとすること
も可能である。 5S2図はこの発明に係る磁歪式トルク検出器の他の実
施例を示すもので、この磁歪式トルク検出器1は、被測
定軸4の構付部4Cに設けた一つの被測定軸支持用軸受
3を介して前記被測定軸4を支持体2に支持させ、支持
体2に固定したフランジ19に設けたブラケット2a、
2bとコイルケーシング12に設けたブラケット12a
。 12bとの間に引張りばね18a、18bを掛けて前記
コイルケーシング12.ヨーク14およびコイル15a
、15bを軸方向に付勢させると共にコイルケーシング
12.ヨーク14およびコイル15a、15bの回転止
めとした構造をなすものである。 この実施例によるトルク検出器1では、一つの被測定軸
支持用軸受3で被測定軸4を支持しており、例えば第3
図に示すように、ボール盤等の工作機械において主軸に
加わるトルクを検出する場合に用いることもできる。す
なわち、第3図において、被測定軸4が主軸であり、主
軸(4)の下端にチャック21およびツール22が取り
付けられる。このように、工作機械に適用した場合にお
いて、ツール22の送りの状態に関係なく上軸(4)の
センサ部である磁気異方性部6a、6bとコイル15a
、15bとの間の軸方向における相対位置が常に一定に
保たれるため、トルク検出の際の出力の変動を小さくお
さえることができるものとなる。 第4図はこの発明に係る磁歪式トルク検出器のさらに他
の実施例を示すもので、この磁歪式トルク検出器1は、
第2図に示した磁歪式トルク検出器1においてコイル保
持用軸受11a、llbとしてポールベアリングを用い
ているのに対して、空気道、路11を備えたエアベアリ
ングを用いた場合を示しており、各エアベアリング(l
la。 11b)の空気通路11にはエアー配管20が接続しで
あると共に、一方のコイル保持用軸受11aに対向させ
て被測定軸4の段付部4aにエアベアリング用リテーナ
21を設けた構造をなすものである。 このような第4図に示す構造の磁歪式トルク検出器1に
おいても、被測定軸4に対してその軸方向に大きな負荷
が加わったとしても、この負荷は被測定軸支持用軸受3
を介して支持体2に伝達され、ヨーク14およびコイル
15a、15bには前記負荷がいっさい加わらないもの
となる。 また、コイル15a、15bはヨーク14を介してコイ
ルケーシング12に保持されていると共に引張りばね1
8a、18bによって軸方向(第4図右方向)に付勢さ
れたものとなっているので、被測定軸4に形成した部分
らせん状溝5a。 5bとコイル15a、15bとの間の軸方向における相
対位置の変動が著しく小さなものとなる。 さらに、コイル保持用軸受11a、llbとしてエアベ
アリングを用いているので、ポールベアリングを用いた
場合のようなベアリング部分での発熱をなくすことがで
きると共に、被測定軸4の温度を一定に保つことができ
るようになるという利点も得られる。 第5図は、第1図に示した磁歪式トルク検出器(軸受2
膜化プラス引張りばね張設例)と、第1図に示した磁歪
式トルク検出器1において引張りばね18を張設しなか
った磁歪式トルク検出器(軸受2段化例)と、第6図に
示した従来の磁歪式トルク検出器(従来例)とを用いて
、被測定軸に加えられるトルクと誤差との関係を調べた
結果を例示するものであって、従来例の場合に比べて出
力誤差がかなり小さくなっていることが認められた。
(Means for Solving the Problems) This invention provides a method for attaching a shaft to be measured which has a magnetostrictive effect on at least the surface or the entire surface and is provided with a magnetic anisotropic portion to a support via a bearing for supporting the shaft to be measured. A coil is disposed near the magnetically anisotropic portion, and a magnetic flux generated by the coil forms a magnetic circuit passing through the magnetically anisotropic portion of the shaft to be measured. In a magnetostrictive torque detector that detects the torque using magnetostriction caused by deformation of the shaft to be measured due to torsional torque applied thereto, the coil is held on the shaft to be measured via a coil holding bearing. One embodiment is characterized by a configuration in which a force in the axial direction is kept applied to the coil, and such a configuration solves the above-mentioned conventional problem. It is used as a means to solve the problem. (Operation of the invention) In the magnetostrictive torque detector according to the present invention, the shaft to be measured provided with the magnetic anisotropic portion is connected to the surface plate through the bearing for supporting the shaft to be measured.
This is because the coil is supported by a support such as a vehicle body or a building, and the coil disposed near the magnetic anisotropic portion is held by the shaft to be measured via a coil holding bearing. . When a large load is applied to the measured axis in the axial direction,
This load is received by the support body through the bearing for supporting the shaft to be measured, and the load is not applied to the part that holds the coil, so the axial direction between the shaft to be measured and the coil is This results in the effect that relative positional deviation does not occur, and output errors due to positional deviation are eliminated, allowing accurate torque detection. (Embodiment) FIG. 1 shows a schematic structure of a torque detector using the magnetostrictive effect according to the present invention. A bearing 3a for supporting a shaft to be measured is mounted on a support 2 such as a building. A shaft 4 to be measured is rotatably supported via the shaft 3b, and the shaft 4 to be measured is made of, for example, Fe-
13% by weight An alloy and mechanical structural steel (SCM, SNCM
etc.), and as shown in Fig. 7, a plurality of partial spiral grooves 5a, 5b are formed on the surface at an angle of ±45 degrees with the axial direction and in the circumferential direction, symmetrically on the left and right. These parts are formed to have geometrically magnetic anisotropic parts 6a and 6b due to the skin effect of magnetic permeability, and a bearing stopper 7a is provided on the end side of the support 2. 7b for positioning, and coil holding bearings 11a and llb are provided on the stepped portions 4a and 4b of the shaft 4 to be measured, and the coil casing 12 is fixed to these coil holding bearings 11a and llb, and the coil casing 12 is fixed to these coil holding bearings 11a and llb. Bearing stoppers 13a and 13b are provided on the end side of the casing 12, and a yoke 14 is fixed on the inner peripheral side of the coil casing 12. Coils 15a and 15 are installed near the portions 6a and 6b, that is, at the center of each of the left and right partial spiral grooves 5a and 5b.
When the centers of the coils 15a and 15b coincide with each other,
b, and the yoke 14 and coils 15a, 1
5b and the shaft to be measured 4, and a bracket 2a provided on the support body 2 and the coil casing 12.
A tension spring 18 is hung between the coil casing 12. The structure is such that the yoke 14 and the coils 15a, 15b are urged in the axial direction (rightward in FIG. 1), and the coil casing 12 degrees prevents the rotation of the yoke 14 and the coils 15a, 15b. When detecting torque using the magnetostrictive torque detector 1, it is connected to the circuit shown in FIG. In this case, in addition to pure torque, loads such as axial (thrust direction) force, radial direction (radial direction) force, and bending stress are often applied. In this case, these loads are transmitted to the support body 2 via the bearings 3a and 3b for supporting the shaft to be measured, and the above-mentioned loads are not applied to the yoke 14 and the coils 15a and 15b. 15a and 15b are held by the coil casing 12 via the yoke 14 and are connected to the tension spring 1.
8 in the axial direction (rightward in Figure 1), the partial helical shape y formed on the shaft 4 to be measured
Fluctuations in relative position in the axial direction between t5a, 5b and coils 15a, 15b can be kept extremely small. Furthermore, depending on the usage conditions, for example, take into account axial thermal expansion caused by an increase in temperature.
By selecting the materials of the coil casing 12 and the yoke 14, the partial spiral grooves 5a and 5b can be formed even when the temperature rises.
It is also possible to reduce the influence of thermal expansion by aligning the centers of the coils 15a and 15b with the centers of the coils 15a and 15b. Fig. 5S2 shows another embodiment of the magnetostrictive torque detector according to the present invention. A bracket 2a that supports the shaft 4 to be measured on the support 2 via a bearing 3 and is provided on a flange 19 fixed to the support 2;
2b and the bracket 12a provided on the coil casing 12
. 12b, tension springs 18a, 18b are applied between the coil casing 12. Yoke 14 and coil 15a
, 15b in the axial direction and the coil casing 12. The structure is such that the yoke 14 and the coils 15a, 15b are prevented from rotating. In the torque detector 1 according to this embodiment, the measured shaft 4 is supported by one measured shaft supporting bearing 3, for example, a third
As shown in the figure, it can also be used to detect the torque applied to the main shaft of a machine tool such as a drilling machine. That is, in FIG. 3, the shaft to be measured 4 is the main shaft, and the chuck 21 and the tool 22 are attached to the lower end of the main shaft (4). In this way, when applied to a machine tool, the magnetic anisotropic parts 6a, 6b and the coil 15a, which are the sensor parts of the upper shaft (4), regardless of the feeding state of the tool 22,
, 15b in the axial direction is always kept constant, so that fluctuations in output during torque detection can be kept small. FIG. 4 shows still another embodiment of the magnetostrictive torque detector according to the present invention, and this magnetostrictive torque detector 1 includes:
In contrast to the magnetostrictive torque detector 1 shown in FIG. 2 in which pole bearings are used as the coil holding bearings 11a and llb, a case is shown in which air bearings with air passages and passages 11 are used. , each air bearing (l
la. An air pipe 20 is connected to the air passage 11 of 11b), and an air bearing retainer 21 is provided on the stepped portion 4a of the shaft to be measured 4 facing one coil holding bearing 11a. It is something. In the magnetostrictive torque detector 1 having the structure shown in FIG.
The load is transmitted to the support body 2 via the yoke 14 and the coils 15a and 15b, so that the load is not applied at all to the yoke 14 and the coils 15a and 15b. Further, the coils 15a and 15b are held by the coil casing 12 via the yoke 14, and the tension spring 1
8a and 18b in the axial direction (to the right in FIG. 4), the partial helical groove 5a formed in the shaft 4 to be measured. 5b and the coils 15a, 15b, the variation in relative position in the axial direction becomes extremely small. Furthermore, since air bearings are used as the coil holding bearings 11a and llb, it is possible to eliminate the heat generation in the bearing parts that occurs when pole bearings are used, and the temperature of the shaft 4 to be measured can be kept constant. It also has the advantage of being able to do Figure 5 shows the magnetostrictive torque detector (bearing 2) shown in Figure 1.
A magnetostrictive torque detector in which the tension spring 18 is not tensioned in the magnetostrictive torque detector 1 shown in FIG. 1 (example of two-stage bearing), and This is an example of the results of investigating the relationship between the torque applied to the shaft to be measured and the error using the conventional magnetostrictive torque detector (conventional example) shown in the figure. It was observed that the error was considerably smaller.

【発明の効果】【Effect of the invention】

この発明に係る磁歪式トルク検出器は、ri1気異気性
方性部けた被測定軸を被測定軸支持用軸受を介して定盤
、車体、建屋等の支持体に支持させると共に、前記磁気
異方性部の近傍に配設されるコイルを前記被測定軸支持
用軸受とは別のコイル保持用軸受を介して前記被測定軸
に保持させてなる構成を有するものであるから、被測定
軸に例えばその軸方向の大きな負荷が加わったときには
、この負荷は被測定軸支持用軸受を介して支持体により
受けるものとなり、コイルを保持する部分には前記負荷
が加わらないものとなるので、被測定軸の磁気異方性部
の中心とコイルの中心六において軸方向の相対的な位置
ずれを生じがたいものとなり、位置ずれによる出力の誤
差が防止できるようになるという著しく優れた効果がも
たらされる。
The magnetostrictive torque detector according to the present invention supports a shaft to be measured having an ri1 anisotropy section on a support such as a surface plate, a vehicle body, or a building via a bearing for supporting the shaft to be measured. Since the coil disposed near the directional part is held on the shaft to be measured via a coil holding bearing that is different from the bearing for supporting the shaft to be measured, the shaft to be measured is For example, when a large load is applied in the axial direction, this load is received by the support body through the bearing for supporting the shaft to be measured, and the load is not applied to the part that holds the coil. This makes it difficult to cause relative positional deviation in the axial direction between the center of the magnetic anisotropic part of the measurement axis and the center of the coil, resulting in a significantly superior effect in that output errors due to positional deviation can be prevented. It will be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図はこの発明の各実施例による磁歪式
トルク検出器のそれぞれ断面説明図、第3図は第2図に
示した磁歪式トルク検出器を工作機械に適用した場合を
示す断面説明図、第4図はこの発明のさらに他の実施例
による磁歪式トルク検出器の断面説明図、第5図は各磁
歪式トルク検出器のトルク−誤差特性を調べた結果を例
示するグラフ、第6図は従来の磁歪式トルク検出器の断
面説明図、第7図(a)(b)は磁歪式トルク検出器に
使用される被測定軸の一例を示す各々部分正面図および
断面図、第8図(a)b)は磁歪式トルク検出器に使用
される被測定軸の他の例を示す各々部分正面図および断
面図、第9図は磁歪式トルク検出器に接続される゛iI
!、I’回路の・例を小す説明図である。 1・・・磁歪式トルク検出器、2・・・支持体、3゜3
a 、3b・・・被測定軸支持用軸受、4・・・被測定
軸、6a、6b・・・磁気異方性部、lla、llb・
・・コイル保持用軸受、15a、15b・・・コイジレ
。 第6図 第7図(G) 第7図(b) 特許出願人  日産自動車株式会社
1 and 2 are cross-sectional explanatory views of magnetostrictive torque detectors according to embodiments of the present invention, and FIG. 3 shows a case where the magnetostrictive torque detector shown in FIG. 2 is applied to a machine tool. FIG. 4 is a cross-sectional explanatory diagram of a magnetostrictive torque detector according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a graph illustrating the results of examining the torque-error characteristics of each magnetostrictive torque detector. , FIG. 6 is a cross-sectional explanatory diagram of a conventional magnetostrictive torque detector, and FIGS. 7(a) and 7(b) are a partial front view and a sectional view, respectively, showing an example of the shaft to be measured used in the magnetostrictive torque detector. , FIGS. 8(a) and 8(b) are partial front views and cross-sectional views showing other examples of the shaft to be measured used in the magnetostrictive torque detector, and FIG. iI
! , is an explanatory diagram illustrating a small example of an I' circuit. 1...Magnetostrictive torque detector, 2...Support, 3゜3
a, 3b... Bearing for supporting the shaft to be measured, 4... Shaft to be measured, 6a, 6b... Magnetic anisotropic part, lla, llb.
... Coil holding bearings, 15a, 15b... Coil retention. Figure 6 Figure 7 (G) Figure 7 (b) Patent applicant Nissan Motor Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも表面で磁気ひずみ効果を有していると
共に磁気異方性部を設けた被測定軸を被測定軸支持用軸
受を介して支持体に支持させ、前記磁気異方性部の近傍
にコイルを配設して当該コイルにより発生した磁束によ
って前記被測定軸の磁気異方性部を通る磁気回路を形成
させ、前記被測定軸に加えられるねじりトルクによる当
該被測定軸の変形により生ずる磁気ひずみを利用して前
記トルクを検出する磁歪式トルク検出器において、前記
コイルをコイル保持用軸受を介して前記被測定軸に保持
させてなることを特徴とする磁歪式トルク検出器。
(1) A shaft to be measured, which has a magnetostrictive effect at least on the surface and is provided with a magnetic anisotropic portion, is supported by a support body via a bearing for supporting the shaft to be measured, and the shaft is provided with a magnetic anisotropic portion in the vicinity of the magnetic anisotropic portion. A coil is disposed in the coil, and the magnetic flux generated by the coil forms a magnetic circuit passing through the magnetic anisotropic portion of the shaft to be measured, and the deformation of the shaft to be measured is caused by the torsional torque applied to the shaft to be measured. A magnetostrictive torque detector that detects the torque using magnetostriction, characterized in that the coil is held on the shaft to be measured via a coil holding bearing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007292638A (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Honda Motor Co Ltd Magnetostrictive torque sensor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6362736U (en) * 1986-10-14 1988-04-25

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6362736U (en) * 1986-10-14 1988-04-25

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007292638A (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Honda Motor Co Ltd Magnetostrictive torque sensor

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