JPH02281114A - 歪検出器 - Google Patents
歪検出器Info
- Publication number
- JPH02281114A JPH02281114A JP1102821A JP10282189A JPH02281114A JP H02281114 A JPH02281114 A JP H02281114A JP 1102821 A JP1102821 A JP 1102821A JP 10282189 A JP10282189 A JP 10282189A JP H02281114 A JPH02281114 A JP H02281114A
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- JP
- Japan
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- magnetic
- layer
- layers
- detection coil
- gap
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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］
この発明は、例えば回転軸などの受動軸の歪を検出する
歪検出器に関するものである。
歪検出器に関するものである。
第２図は従来装置の構成を示し、１は回転軸からなる受
動軸、２は受動軸１の中心軸、３４は受動軸１を回転自
在に支持する軸受である。受動軸１の外周面上には軸方
向に間隔をあげて高透磁率軟磁性材からなる第１及び第
２の磁性層５，６が固着される。第１の磁性層５は中心
軸２に対して＋４５度方向に、第２の磁性層６は中心軸
２に対して一４５度方向にそれぞれ複数条細長く形成さ
れている。又、各磁性層５．６の外周には円筒状のコイ
ルボビン７が受動軸１と同軸状に配設される。コイルポ
ビン７には磁性層５，６に対応して第１及び第２の検出
コイル８．９が巻装され、各検出コイル８．９は検出回
路１４に接続されている。１０．１１は検出コイル８．
９の周囲に設けられた高透磁率軟磁性材からなる磁気収
束層である。
動軸、２は受動軸１の中心軸、３４は受動軸１を回転自
在に支持する軸受である。受動軸１の外周面上には軸方
向に間隔をあげて高透磁率軟磁性材からなる第１及び第
２の磁性層５，６が固着される。第１の磁性層５は中心
軸２に対して＋４５度方向に、第２の磁性層６は中心軸
２に対して一４５度方向にそれぞれ複数条細長く形成さ
れている。又、各磁性層５．６の外周には円筒状のコイ
ルボビン７が受動軸１と同軸状に配設される。コイルポ
ビン７には磁性層５，６に対応して第１及び第２の検出
コイル８．９が巻装され、各検出コイル８．９は検出回
路１４に接続されている。１０．１１は検出コイル８．
９の周囲に設けられた高透磁率軟磁性材からなる磁気収
束層である。
上記構成において、受動軸１に外部からトルクが印加さ
れると、各磁性層５，６の一方に引張力が発生し、他方
に圧縮力が発生して歪が生じる。
れると、各磁性層５，６の一方に引張力が発生し、他方
に圧縮力が発生して歪が生じる。
この歪発生に応じてその透磁率が変化し、引張力による
場合と圧縮力による場合では透磁率が逆方向に変化する
。検出コイル８．９は透磁率の変化を磁気的インピーダ
ンスの変化として検出し、検出回路１４は各検出コイル
８，９の出力を差動増幅し、受動軸１の歪量に応じた検
出電圧■を出力する。
場合と圧縮力による場合では透磁率が逆方向に変化する
。検出コイル８．９は透磁率の変化を磁気的インピーダ
ンスの変化として検出し、検出回路１４は各検出コイル
８，９の出力を差動増幅し、受動軸１の歪量に応じた検
出電圧■を出力する。
第３図（ａ）、（ハ）は上記した従来装置の磁気回路図
及びその電気的等価回路図を示し、検出コイル８゜９へ
の通電により発生した磁束のうち、Ｆ９＋Ｆ’９は検出
コイル８，９と磁性層５，６とのギャップを通る磁束、
Ｆｅｆｆは磁性層５，６を通る磁束、Ｆｓは受動軸１を
通る磁束を示す。磁気収束層１０゜１１は高透磁率であ
るので検出コイル８，９の外周側では磁束Ｆ、、Ｆ、□
、Ｆ５はすべて磁気収束層１０．１１を通る。又、電流
Ｉ −、Ｉ −ｔｔ、 Ｔ −は磁束Ｆ、とＦ′９、
Ｆａｆｆ＋ＦＳを変換したものであり、電圧Ｅは検出コ
イル８．９の起磁力に対応する。又、Ｒ＊ ＋ Ｒ＊
ｔ ｔ ＋ Ｒｓ はそれぞれギャップ、磁性層５
．６及び受動軸１の磁気抵抗であり、Ｒ１１Ｘは検出コ
イル８．９の外周側での磁気抵抗である。
及びその電気的等価回路図を示し、検出コイル８゜９へ
の通電により発生した磁束のうち、Ｆ９＋Ｆ’９は検出
コイル８，９と磁性層５，６とのギャップを通る磁束、
Ｆｅｆｆは磁性層５，６を通る磁束、Ｆｓは受動軸１を
通る磁束を示す。磁気収束層１０゜１１は高透磁率であ
るので検出コイル８，９の外周側では磁束Ｆ、、Ｆ、□
、Ｆ５はすべて磁気収束層１０．１１を通る。又、電流
Ｉ −、Ｉ −ｔｔ、 Ｔ −は磁束Ｆ、とＦ′９、
Ｆａｆｆ＋ＦＳを変換したものであり、電圧Ｅは検出コ
イル８．９の起磁力に対応する。又、Ｒ＊ ＋ Ｒ＊
ｔ ｔ ＋ Ｒｓ はそれぞれギャップ、磁性層５
．６及び受動軸１の磁気抵抗であり、Ｒ１１Ｘは検出コ
イル８．９の外周側での磁気抵抗である。
さらに、磁気収束層１０．１１の磁気抵抗ＲｙがＲＱＸ
と並列に挿入される。従って、この磁気抵抗Ｒ，が小さ
いので総電流Ｉが大きくなり、磁束Ｆｅｅｔ も大きく
なって感度が上昇する。
と並列に挿入される。従って、この磁気抵抗Ｒ，が小さ
いので総電流Ｉが大きくなり、磁束Ｆｅｅｔ も大きく
なって感度が上昇する。
しかしながら、上記した従来装置においては、磁性層５
．６を通らず歪検出に貢献しない磁束１？、。
．６を通らず歪検出に貢献しない磁束１？、。
Ｆ’、、Ｆ、が比較的大きな割合で存在し、充分な歪検
出感度が得られないという課題があった。
出感度が得られないという課題があった。
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、磁性層を通る磁束を増大して感度を向上す
る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、磁性層を通る磁束を増大して感度を向上す
ることができる歪検出器を得ることを目的とする。
この発明の請求項１に係る歪検出器は、磁性層と検出コ
イルの間のギャップに非磁性高導電率の金属層を設けた
ものである。
イルの間のギャップに非磁性高導電率の金属層を設けた
ものである。
この発明の請求項２に係る歪検出器は、上記金属層の軸
方向長さを検出コイルの軸方向長さより短かくしたもの
である。
方向長さを検出コイルの軸方向長さより短かくしたもの
である。
この発明においては、金属層が非磁性高導電率であるた
めに、検出コイルから発生した磁束のうち、金属層と検
出コイルの間のギャップを通流しようとする磁束は金属
層の表皮効果によりその通流を妨げられ、磁性層を通る
ようになる。又、上記ギャップを短かい回路で通流しよ
うとする磁束も金属層の軸方向長さが検出コイルより短
かいので、この金属層により有効に通流を妨げられる。
めに、検出コイルから発生した磁束のうち、金属層と検
出コイルの間のギャップを通流しようとする磁束は金属
層の表皮効果によりその通流を妨げられ、磁性層を通る
ようになる。又、上記ギャップを短かい回路で通流しよ
うとする磁束も金属層の軸方向長さが検出コイルより短
かいので、この金属層により有効に通流を妨げられる。
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の実施例による歪検出器の構成を示
し、１２．１３は銅やアルミ等の非磁性高導電率材から
成る第１及び第２の金属層で、コイルボビン７における
検出コイル８．９の内周側に磁性層５，６と対応して設
けられる。円筒状の金属層１２．１３の軸方向長さは、
同じく円筒状の検出コイル８，９の軸方向長さより短か
くしである。他の構成は従来と同様である。
図はこの発明の第１の実施例による歪検出器の構成を示
し、１２．１３は銅やアルミ等の非磁性高導電率材から
成る第１及び第２の金属層で、コイルボビン７における
検出コイル８．９の内周側に磁性層５，６と対応して設
けられる。円筒状の金属層１２．１３の軸方向長さは、
同じく円筒状の検出コイル８，９の軸方向長さより短か
くしである。他の構成は従来と同様である。
第４図（ａ）、Φ）は第１図の歪検出器の磁気回路図及
びその電気的等価回路図を示す。金属層１２゜１３は非
磁性高導電率であるから表皮効果により交流磁束の浸透
深さが非常に浅くなる。従って、検出コイル８．９から
発生した磁束のうち、検出コイル８．９と磁性層５．６
とのギャップを通っていた磁束Ｆｇ、Ｆ’、は金属層１
２．１３があるために磁束Ｆ’ｅｆｆ として磁性層５
．６を通るようになり、感度が向上する。特に、金属層
１２．１３の軸方向長さを検出コイル８．９より短かく
したので、小さな閉回路で流れる磁束Ｆ１９を大きな閉
回路で流れるようにしてＦ’ｅｔｆ として磁性層５゜
６を通るようにするために有効である。
びその電気的等価回路図を示す。金属層１２゜１３は非
磁性高導電率であるから表皮効果により交流磁束の浸透
深さが非常に浅くなる。従って、検出コイル８．９から
発生した磁束のうち、検出コイル８．９と磁性層５．６
とのギャップを通っていた磁束Ｆｇ、Ｆ’、は金属層１
２．１３があるために磁束Ｆ’ｅｆｆ として磁性層５
．６を通るようになり、感度が向上する。特に、金属層
１２．１３の軸方向長さを検出コイル８．９より短かく
したので、小さな閉回路で流れる磁束Ｆ１９を大きな閉
回路で流れるようにしてＦ’ｅｔｆ として磁性層５゜
６を通るようにするために有効である。
第５図（ａ）、（ロ）はこの発明の第２の実施例による
歪検出器の磁気回路図及び電気的等価回路図を示し、こ
の例では金属層１２．１３を磁性層５．６の外周面上に
設けており、他の構成は第１の実施例と同様である。こ
の例においても金属層１２１３の表皮効果により磁束Ｆ
９．Ｆ’９が磁束Ｆ′ｅ□として磁性層５，６を通るよ
うになり、感度が向上する。
歪検出器の磁気回路図及び電気的等価回路図を示し、こ
の例では金属層１２．１３を磁性層５．６の外周面上に
設けており、他の構成は第１の実施例と同様である。こ
の例においても金属層１２１３の表皮効果により磁束Ｆ
９．Ｆ’９が磁束Ｆ′ｅ□として磁性層５，６を通るよ
うになり、感度が向上する。
以上のようにこの発明によれば、磁性層と検出コイルの
間に非磁性高導電率の金属層を設けたので、このギャッ
プを通流しようとする磁束は金属層の表皮効果によりそ
の通流を妨げられて磁性層を通るようになり、歪検出感
度が向上する。又、金属層の軸方向長さを検出コイルよ
り短かくしたので、上記ギャップを小回りに通流しよう
とする磁束も金属層により有効に妨げられて磁性層を通
るようになり、−層感度が向上する。
間に非磁性高導電率の金属層を設けたので、このギャッ
プを通流しようとする磁束は金属層の表皮効果によりそ
の通流を妨げられて磁性層を通るようになり、歪検出感
度が向上する。又、金属層の軸方向長さを検出コイルよ
り短かくしたので、上記ギャップを小回りに通流しよう
とする磁束も金属層により有効に妨げられて磁性層を通
るようになり、−層感度が向上する。
第１図はこの発明の第１の実施例による歪検出器の構成
図、第２図は従来の歪検出器の構成図、第３図（ａ）、
（ｂ）は従来の歪検出器の磁気回路図及び電気的等価
回路図、第４図（ａ）、 （ｂ）はこの発明の第１の実
施例による歪検出器の磁気回路図及び電気的等価回路図
、第５７ （ａ） 、 （ｂ）はこの発明の第２の実施
例による歪検出器の磁気回路図及び電気的等価回路図で
ある。 ■・・・受動軸、５．６・・・磁性層、８，９・・・検
出コイル、１２．１３・・・金属層。 なお、 図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
図、第２図は従来の歪検出器の構成図、第３図（ａ）、
（ｂ）は従来の歪検出器の磁気回路図及び電気的等価
回路図、第４図（ａ）、 （ｂ）はこの発明の第１の実
施例による歪検出器の磁気回路図及び電気的等価回路図
、第５７ （ａ） 、 （ｂ）はこの発明の第２の実施
例による歪検出器の磁気回路図及び電気的等価回路図で
ある。 ■・・・受動軸、５．６・・・磁性層、８，９・・・検
出コイル、１２．１３・・・金属層。 なお、 図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）外力を受ける受動軸と、受動軸の外周面上に固着
された高透磁率軟磁性の磁性層と、磁性層の周囲にギャ
ップを隔てて配設され、磁性層の上記外力に応じた歪に
よる透磁率変化を検出する検出コイルと、磁性層と検出
コイルの間のギャップに設けられた非磁性高導電率の金
属層を備えたことを特徴とする歪検出器。 - （２）上記金属層の軸方向長さを検出コイルの軸方向長
さより短かくしたことを特徴とする請求項１記載の歪検
出器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1102821A JPH02281114A (ja) | 1989-04-22 | 1989-04-22 | 歪検出器 |
| KR1019900004873A KR930011088B1 (ko) | 1989-04-22 | 1990-04-10 | 왜곡 검출기 |
| DE4011766A DE4011766C2 (de) | 1989-04-22 | 1990-04-11 | Spannungsmeßfühler |
| US07/509,798 US5036713A (en) | 1989-04-22 | 1990-04-17 | Strain detector |
| US07/695,007 US5092182A (en) | 1989-04-22 | 1991-05-03 | Strain detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1102821A JPH02281114A (ja) | 1989-04-22 | 1989-04-22 | 歪検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02281114A true JPH02281114A (ja) | 1990-11-16 |
Family
ID=14337688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1102821A Pending JPH02281114A (ja) | 1989-04-22 | 1989-04-22 | 歪検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02281114A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0545538U (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-18 | 日本電子機器株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
-
1989
- 1989-04-22 JP JP1102821A patent/JPH02281114A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0545538U (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-18 | 日本電子機器株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
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