JPH0295228A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
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- JPH0295228A JPH0295228A JP63248170A JP24817088A JPH0295228A JP H0295228 A JPH0295228 A JP H0295228A JP 63248170 A JP63248170 A JP 63248170A JP 24817088 A JP24817088 A JP 24817088A JP H0295228 A JPH0295228 A JP H0295228A
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- shaft
- amorphous alloy
- torque
- torque sensor
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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、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。
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。
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。そのトルクセンサは、第８図に示すよ
うな構造を有する。図中１１は軸。
この例に当たる。そのトルクセンサは、第８図に示すよ
うな構造を有する。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１１
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
し、コイル１３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。
金、１３はその外側に配置されたコイルである。軸１１
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
し、コイル１３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、上述の構成のトルクセンサではアモルファス合
金を軸に接着固定するが、接着工程でアモルファス合金
にねじれや接着位置ずれが発生しやすく、これによりト
ルクセンサの出力のトルクに対する対称性が悪く問題と
なっていた。
金を軸に接着固定するが、接着工程でアモルファス合金
にねじれや接着位置ずれが発生しやすく、これによりト
ルクセンサの出力のトルクに対する対称性が悪く問題と
なっていた。
本発明は、このような従来のトルクセンサの課題を解決
することを目的とする。
することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は、軸表面にその長手方向に対し直角に一定深さ
の溝を全周に渡って形成し、前記溝の幅より所定の公差
内で小さい幅の磁歪を有するアモルファス合金を前記溝
に沿って嵌合接着し、その外側に一定空隙を介して軸と
同心円状にコイルを配置した基本構造を少なくとも１ケ
所以上有し、前記回転軸に伝わるトルクにより軸表面に
発生する歪の変化を前記アモルファス磁性合金の逆磁歪
効果により透磁率変化に変換し、これを前記コイルの自
己インダクタンス変化として測定しトルクを検出するも
のである。
の溝を全周に渡って形成し、前記溝の幅より所定の公差
内で小さい幅の磁歪を有するアモルファス合金を前記溝
に沿って嵌合接着し、その外側に一定空隙を介して軸と
同心円状にコイルを配置した基本構造を少なくとも１ケ
所以上有し、前記回転軸に伝わるトルクにより軸表面に
発生する歪の変化を前記アモルファス磁性合金の逆磁歪
効果により透磁率変化に変換し、これを前記コイルの自
己インダクタンス変化として測定しトルクを検出するも
のである。
作用
本発明は、軸表面にその長手方向に対し直角に一定深さ
の溝を全周に渡って形成し、面記溝の幅より所定の公差
内で小さい幅の磁歪を有するアモルファス合金を面記溝
に沿って嵌合同着することにより、接着工程でアモルフ
ァス合金にねじれ等の発生を防止できトルクセンサ出力
のトルクに対する対称性が改善される。
の溝を全周に渡って形成し、面記溝の幅より所定の公差
内で小さい幅の磁歪を有するアモルファス合金を面記溝
に沿って嵌合同着することにより、接着工程でアモルフ
ァス合金にねじれ等の発生を防止できトルクセンサ出力
のトルクに対する対称性が改善される。
実施例
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
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の本
体の一部切り欠き構造図である。図中１は軸である。材
質はチタン、軸径は３５ｍｍである。ｌａは軸の長手方
向に対し直角に形成した溝で幅が３５ 、Ｑ ｍｍ、
深さが１ｍｍであるゆ 溝１ａの軸径は３３ｍｍとな
っている。アモルファス合金２はＦｅ−Ｃｒ−５ｉ−８
の組成で超急冷片ロール法で作製した。厚みは２０〜３
０ｕｍ、磁歪定数２２Ｘ１０−６飽和磁化１．１３（テ
スラ）、熱膨張率？、８Ｘ１０−６（１、／℃）であっ
た。アモルファス合金２はエツチングにより幅が３４．
８ｍｍとし溝１ａの幅に対し０ 、２ ｍ ｔｎ狭い形
状とした。またアモルファス合金２の長さはほぼ溝の部
分の円周に近い１１００ｔｎとした。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溝１ａの軸径３
３ｔｎｍと同じまき癖をつけその抜溝１ａに接着した。
体の一部切り欠き構造図である。図中１は軸である。材
質はチタン、軸径は３５ｍｍである。ｌａは軸の長手方
向に対し直角に形成した溝で幅が３５ 、Ｑ ｍｍ、
深さが１ｍｍであるゆ 溝１ａの軸径は３３ｍｍとな
っている。アモルファス合金２はＦｅ−Ｃｒ−５ｉ−８
の組成で超急冷片ロール法で作製した。厚みは２０〜３
０ｕｍ、磁歪定数２２Ｘ１０−６飽和磁化１．１３（テ
スラ）、熱膨張率？、８Ｘ１０−６（１、／℃）であっ
た。アモルファス合金２はエツチングにより幅が３４．
８ｍｍとし溝１ａの幅に対し０ 、２ ｍ ｔｎ狭い形
状とした。またアモルファス合金２の長さはほぼ溝の部
分の円周に近い１１００ｔｎとした。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溝１ａの軸径３
３ｔｎｍと同じまき癖をつけその抜溝１ａ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
（三畳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。
（三畳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。
３はテフロン性のボビンで軸１と同心に配置してありそ
の周囲にコイル４が巻いである。４ａはコイル端で検出
回路に結合しである。
の周囲にコイル４が巻いである。４ａはコイル端で検出
回路に結合しである。
第２図はトルクセンサの出力を示している。横軸は印加
トルク、縦軸はトルクセンサ出力電圧である。図中実線
は本発明によるトルクセンサ出力、破線は従来のトルク
センサ出力である。図から明かなように従来のトルクセ
ンサでは接着時にアモルファス合金がねじれを生じ印加
トルクに対し出力が非対称であるのに対し、本発明のト
ルクセンサは印加トルクに対して対称な出力をしめして
いる。
トルク、縦軸はトルクセンサ出力電圧である。図中実線
は本発明によるトルクセンサ出力、破線は従来のトルク
センサ出力である。図から明かなように従来のトルクセ
ンサでは接着時にアモルファス合金がねじれを生じ印加
トルクに対し出力が非対称であるのに対し、本発明のト
ルクセンサは印加トルクに対して対称な出力をしめして
いる。
上述の構成のトルクセンサでは、溝１ａの幅よりアモル
ファスの幅を０．２ｍｍ小さくした場合について述べた
が、これは溝１ａの部分の軸径、幅によって変化する可
能性がある。詳細に検討した結果、溝１ａ部分の軸径が
１０ｍｍから１３０ｍｍの範囲では溝幅の２％以下の公
差であれば同等の効果があることを確認している。２％
以上になるとずれが発生し溝を形成する効果が無くなっ
た。これ以外の軸径ても幅が２％以下の公差なら同等の
効果が予想できる。
ファスの幅を０．２ｍｍ小さくした場合について述べた
が、これは溝１ａの部分の軸径、幅によって変化する可
能性がある。詳細に検討した結果、溝１ａ部分の軸径が
１０ｍｍから１３０ｍｍの範囲では溝幅の２％以下の公
差であれば同等の効果があることを確認している。２％
以上になるとずれが発生し溝を形成する効果が無くなっ
た。これ以外の軸径ても幅が２％以下の公差なら同等の
効果が予想できる。
また溝の深さ１ｍｍについて述べたがアモルファスの厚
み以上の深さあれば同等の効果があることを確認してい
る。
み以上の深さあれば同等の効果があることを確認してい
る。
実施例２
第３図は本発明の第２の実施例におけるトルクセンサの
一部切り欠き構造図である。図中第１の実施例と同じも
のには同一番号を付し説明を略す。
一部切り欠き構造図である。図中第１の実施例と同じも
のには同一番号を付し説明を略す。
図中１は中央部分の軸径が太くなった軸である。
太くなった部分の２ケ所に満１ａが形成しである。
２ａ、２ｂはアモルファス合金である。アモルファス合
金にはエツチングにより軸の長手方向に対し４５°と一
４５°方向にスリットが形成しである。
金にはエツチングにより軸の長手方向に対し４５°と一
４５°方向にスリットが形成しである。
５はボールヘアリングであり軸１の太い部分の両端に取
り付けである。６は４５％Ｎｉ−Ｆｅ合金製の磁気ヨー
クであり、コイル４、アモルファス合金２ａ、２ｂと磁
気回路を構成している。磁気ヨーク６はボールベアリン
グ５により軸１に回転自在に取り付けである。
り付けである。６は４５％Ｎｉ−Ｆｅ合金製の磁気ヨー
クであり、コイル４、アモルファス合金２ａ、２ｂと磁
気回路を構成している。磁気ヨーク６はボールベアリン
グ５により軸１に回転自在に取り付けである。
溝１ａとアモルファス合金２ａ、２ｂの幅の公差、接着
方法等は第１の実施例とすべて同じである。
方法等は第１の実施例とすべて同じである。
この構成のトルクセンサは軸ｌに十トルクを印加したと
きアモルファス合金２ａの透磁率が大きくなり、２ｂの
それは小さくなる。２ａ、２ｈの透磁率変化の差を検出
することでトルクの方向と大きさが同時に検出できる。
きアモルファス合金２ａの透磁率が大きくなり、２ｂの
それは小さくなる。２ａ、２ｈの透磁率変化の差を検出
することでトルクの方向と大きさが同時に検出できる。
第４図は本発明によるトルクセンサの出力である。図中
横軸はトルク、縦軸はトルクセンサの出力電圧である。
横軸はトルク、縦軸はトルクセンサの出力電圧である。
図中実線は本発明によるトルクセンサの出力である。破
線は軸１に溝を設は無い従来のトルクセンサの出力であ
る。本発明によるトルクセンサはトルクに対して対称性
が大きく改善されている。
線は軸１に溝を設は無い従来のトルクセンサの出力であ
る。本発明によるトルクセンサはトルクに対して対称性
が大きく改善されている。
また、トルクセンサを温度変化のある環境で使用する場
合にも本発明によるトルクセンサは０点トリプト等の発
生が無く良好な出力を示す事を確認している。
合にも本発明によるトルクセンサは０点トリプト等の発
生が無く良好な出力を示す事を確認している。
実施例３
第５図は本発明における第３の実施例によるトルクセン
サの一部切り欠き構造図である。図中第２の実施例と同
じものについては同一番号を付し説明を略す。７はビス
マレイミドトリアジン樹脂（三菱瓦斯化学株式会社製Ｂ
Ｔ２１６０）を用い溝１ａに接着したアモルファス合金
１ ａ、 １ ｂの周囲を樹脂モールドしたものである
。
サの一部切り欠き構造図である。図中第２の実施例と同
じものについては同一番号を付し説明を略す。７はビス
マレイミドトリアジン樹脂（三菱瓦斯化学株式会社製Ｂ
Ｔ２１６０）を用い溝１ａに接着したアモルファス合金
１ ａ、 １ ｂの周囲を樹脂モールドしたものである
。
従来のトルクセンサてはアモルファス合金の接着部分が
溝になっていないため樹脂モールドが困難であった。本
発明のトルクセンサでは第６図に示すようにテフロン性
の中空円筒容器９を溝１ａを覆うように軸ｌにしまりば
め状態で取り付けて中空円筒容器９にあらかじめ設けた
孔９ａを通して樹脂を流し込み、その後熱処理により樹
脂モールド７を形成した。このような構成とすることで
トルクセンサの出力の対称性が改善できる他にアモルフ
ァス合金の接着強度も向上し耐久性が大きく改善された
。
溝になっていないため樹脂モールドが困難であった。本
発明のトルクセンサでは第６図に示すようにテフロン性
の中空円筒容器９を溝１ａを覆うように軸ｌにしまりば
め状態で取り付けて中空円筒容器９にあらかじめ設けた
孔９ａを通して樹脂を流し込み、その後熱処理により樹
脂モールド７を形成した。このような構成とすることで
トルクセンサの出力の対称性が改善できる他にアモルフ
ァス合金の接着強度も向上し耐久性が大きく改善された
。
実施例４
第７図は本発明における第４の実施例によるトルクセン
サの一部切り欠き構造図である。図中第２の実施例と同
じものについては同一番号を付し説明を略す。８はテフ
ロン性の熱収縮チューブ（グンゼ株式会社製）でありア
モルファス合金２ａ。
サの一部切り欠き構造図である。図中第２の実施例と同
じものについては同一番号を付し説明を略す。８はテフ
ロン性の熱収縮チューブ（グンゼ株式会社製）でありア
モルファス合金２ａ。
２ｂを接着する際に締め付は治具として使用してる。接
着後にそのままの状態でアモルファス合金２ａ、２ｂの
保護膜として使用している。従来の構成では収縮チュー
ブが収縮するときアモルファス合金２ａ、２ｂにずれや
ねじれを発生させ出力の対称性が悪かったが、本発明の
トルクセンサでは溝１３にアモルファス合金２ａ、２ｂ
をはめ合わせて接着するためねじれの発生がなくトルク
に対して対称な出力を有するトルクセンサを構成できる
。
着後にそのままの状態でアモルファス合金２ａ、２ｂの
保護膜として使用している。従来の構成では収縮チュー
ブが収縮するときアモルファス合金２ａ、２ｂにずれや
ねじれを発生させ出力の対称性が悪かったが、本発明の
トルクセンサでは溝１３にアモルファス合金２ａ、２ｂ
をはめ合わせて接着するためねじれの発生がなくトルク
に対して対称な出力を有するトルクセンサを構成できる
。
このように熱収縮チューブを用いた構成とすることで耐
湿性、耐薬品性も大きく改善できる。
湿性、耐薬品性も大きく改善できる。
発明の詳細
な説明したところから明らかなように、本発明は、トル
クセンサの出力のトルクに対する対称性が大きく改善さ
れるほか、樹脂モールドや保護膜の形成等が容易に行え
、トルクセンサの耐久性、耐薬品性が大きく改善できる
。
クセンサの出力のトルクに対する対称性が大きく改善さ
れるほか、樹脂モールドや保護膜の形成等が容易に行え
、トルクセンサの耐久性、耐薬品性が大きく改善できる
。
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構造図、第２図は同実施例におけ
るトルクセンサの出力のグラフ、第３図は本発明の第２
実施例におけるトルクセンサの一部切り欠き構造図、第
３図は同実施例におけるトルクセンサの出力のグラフ、
第４図は本発明の第３実施例におけるトルクセンサの一
部切り欠き構造図、第５図は本発明の第３実施例におけ
るトルクセンサの一部切り欠き構造図、第６図は同実施
例におけるトルクセンサの樹脂モールド方法を示すため
の一部切り欠き図、第７図は本発明の第４実施例におけ
るトルクセンサの一部切り欠き構造図、第８図は従来例
のトルクセンサを示す一部切り欠き斜視図である。 ｌ・・・軸、１ａ・・・軸に形成した溝、２．２ａ、２
ｂ・・・アモルファス合金、３・・・ボビン、４・・・
コイル、４ａ・・・コイル端、５・・・ボールベアリン
グ、６・・・磁気コーク、７・・・樹脂モールド、８・
・・熱収縮チュー７．９・・・テフロン製中空円筒、９
ａ・・・テフロン製中空円筒９に設けた孔、１１・・・
軸、１２・・・アモルファス合金、１３・・・コイル 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名菓 図 一２０Ｋｇｆｍ ２０にｇｆｍ 第４図 第６図
造を示す一部切り欠き構造図、第２図は同実施例におけ
るトルクセンサの出力のグラフ、第３図は本発明の第２
実施例におけるトルクセンサの一部切り欠き構造図、第
３図は同実施例におけるトルクセンサの出力のグラフ、
第４図は本発明の第３実施例におけるトルクセンサの一
部切り欠き構造図、第５図は本発明の第３実施例におけ
るトルクセンサの一部切り欠き構造図、第６図は同実施
例におけるトルクセンサの樹脂モールド方法を示すため
の一部切り欠き図、第７図は本発明の第４実施例におけ
るトルクセンサの一部切り欠き構造図、第８図は従来例
のトルクセンサを示す一部切り欠き斜視図である。 ｌ・・・軸、１ａ・・・軸に形成した溝、２．２ａ、２
ｂ・・・アモルファス合金、３・・・ボビン、４・・・
コイル、４ａ・・・コイル端、５・・・ボールベアリン
グ、６・・・磁気コーク、７・・・樹脂モールド、８・
・・熱収縮チュー７．９・・・テフロン製中空円筒、９
ａ・・・テフロン製中空円筒９に設けた孔、１１・・・
軸、１２・・・アモルファス合金、１３・・・コイル 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名菓 図 一２０Ｋｇｆｍ ２０にｇｆｍ 第４図 第６図
Claims (4)
- （１）軸表面にその長手方向に対し直角に一定深さの溝
が全周に渡って形成され、前記溝の幅より所定の公差内
で小さい幅の磁歪を有するアモルファス合金が前記溝に
沿って嵌合接着され、その外側に一定空隙を介して軸と
同心円状にコイルを配置した基本構造が少なくとも１ヶ
所以上備えられ、前記回転軸に伝わるトルクにより軸表
面に発生する歪の変化が前記アモルファス磁性合金の逆
磁歪効果により透磁率変化に変換され、これが前記コイ
ルの自己インダクタンス変化として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。 - （２）アモルファス合金の幅と前記溝の幅の差が前記溝
の幅の２％以下であることを特徴とする請求項１記載の
トルクセンサ。 - （３）アモルファス合金の外表面を樹脂によりモールド
することを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。 - （４）アモルファス合金を熱収縮チューブにより覆うこ
とを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63248170A JPH0295228A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63248170A JPH0295228A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | トルクセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0295228A true JPH0295228A (ja) | 1990-04-06 |
Family
ID=17174253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63248170A Pending JPH0295228A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0295228A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007024641A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサおよび磁歪式トルクセンサの磁歪膜の形成方法 |
| GB2436367A (en) * | 2006-03-20 | 2007-09-26 | Honda Motor Co Ltd | Magnetostrictive Torque Sensor and Electric Power Steering Apparatus |
| JP2023127314A (ja) * | 2022-03-01 | 2023-09-13 | 日本精工株式会社 | トルク測定装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS611146B2 (ja) * | 1979-10-04 | 1986-01-14 | Daicel Chem | |
| JPS62203031A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Honda Motor Co Ltd | トルクセンサの製造方法 |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63248170A patent/JPH0295228A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS611146B2 (ja) * | 1979-10-04 | 1986-01-14 | Daicel Chem | |
| JPS62203031A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Honda Motor Co Ltd | トルクセンサの製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007255916A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサおよび電動パワーステアリング装置 |
| US7677115B2 (en) | 2006-03-20 | 2010-03-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor and electric power steering apparatus |
| GB2436367B (en) * | 2006-03-20 | 2010-09-22 | Honda Motor Co Ltd | Magnetostrictive torque sensor and electric power steering apparatus |
| JP2023127314A (ja) * | 2022-03-01 | 2023-09-13 | 日本精工株式会社 | トルク測定装置 |
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